Τρίτη, 25 Νοεμβρίου 2014

Παρουσίαση 3D Printer Εκτυπωτή τρισδιάστατων αντικειμένων


Παρατηρούμε όλο και περισσότερο, να βγαίνουν στη επιφάνεια καινοτόμες τεχνολογίες.

Κάτι επίκαιρο, που συναντάμε πολύ συχνά και ακούμε όλο και περισσότερα σχετικά με αυτό, είναι οι 3D Printers (εκτυπωτές τρισδιάστατων αντικειμένων).

Ο εκτυπωτής στο παραπάνω βίντεο έχει σχεδιαστεί απο την αρχή (δεν είναι κάποιο αντίγραφο των κοινών 3D εκτυπωτών που κυκλοφορούν στο διαδίκτυο (Reprap, Prusa, Delta).
Το τρισδιάστατο μοντέλο έχει σχεδιαστεί σε CAD πρόγραμμα  και στην συνέχεια τα ξύλινα κομμάτια που το αποτελούν έχουν κοπεί στο CNC που έχουμε παρουσιάσει σε προηγούμενη ανάρτηση.



Σε αυτό το άρθρο θα παρουσιάσουμε και θα αναλύσουμε, απο τι αποτελείται ένας εκτυπωτής τρισδιάστατων αντικειμένων, ποιά δηλαδή είναι τα τμήματα που τον απαρτίζουν, τι υλικά χρησιμοποιούμε για την κατασκευή του, ποιά είναι τα μηχανικά του μέρη, ποιά είναι τα ηλεκτρονικά του μέρη (το ηλεκτρονικό κύκλωμα ελέγχου, τα περιφερειακά της πλακέτας ελέγχου, το τροφοδοτικό συνεχούς τάσης) ποιά είναι τα αναλώσιμά του.

Επίσης θα παρουσιάσουμε πώς εισάγουμε ένα τρισδιάστατο αντικείμενο (απο τρισδιάστατο μοντέλο που έχει σχεδιαστεί στον υπολογιστή) στον εκτύπωτη, δηλαδή, τι μορφή αρχείων διαβάζει, γα να ακολουθήσει η διαδικασία εκτύπωσης.

O 3D Printer είναι ένα κοινό CNC.

Οι πιό κοινοί 3D Printers αποτελούνται απο μία κεφαλή η οποία κινείται σε τρείς άξονες (x, y, z) και εκτοξέυει στρώσεις λιωμένου πλαστικού, διαμορφώνοντας και σχηματίζοντας το τρισδιάστατο αντικείμενο.

  • Τα μέρη απο τα αποία αποτελείται ένας 3D Printer είναι:
    • Σύστημα εξαγωγής πλαστικού (Extruder)
                   Αποτελείται από:
      • Κεφαλή (Nozzle)  απο την οποία βγαίνει το λιωμένο πλαστικό.
        • Οι πιό κοινές κεφαλές που χρησιμοποιούνται στους 3D Printers είναι διαμέτρου: 
          • 0.2mm (χιλιοστών)
          • 0.3mm (χιλιοστών) 
          • 0.4mm (χιλιοστών)
          • 0.5mm (χιλιοστών)
      • Κεραμική αντίσταση η οποία θερμαίνει την κεφαλή για να λιώνει το πλαστικό.
        • Το υλικό (Filament) που τοποθετείται στην κεφαλή  είναι σε μορφή "μακαρονιού" διαμέτρου 1.75mm (χιλιοστά) ή 3mm (χιλιοστά), συνήθως διατίθεται σε καρούλι (reel). 
        • Τα συνήθη υλικά (Filaments) που χρησιμοποιούνται είναι:
          • ABS Filament
          • PLA Filament
          • PETT Filament
          • NYLON Filament
          • FLEXIBLE Filament (Εύκαμπτο υλικό)

    • Κρεβάτι (Bed) - Θερμαινόμενο κρεβάτι (Heatbed)
      • Το κρεβάτι είναι το τμήμα στο οποίο εξάγει το υλικό το σύστημα εξαγωγής (extruder).
      • Αυτό μπορεί να είναι θερμαινόμενο (Heatbed) το οποίο βοηθάει στην συγκόλληση της πρώτης στρώσης και στο καλύτερο αποτέλεσμα εκτύπωσης.
    • Μηχανικά - Μηχανολογικά
      • Για την δημιουργία τριών αξόνων X, Y, Z μπορεί να χρησιμοποιηθεί μία απο τις παρακάτω επιλογές ή και ο συνδυασμός τους:
        • Στρόγγυλοι άξονες στους οποίους "τρέχουν" γραμμικά ρουλεμάν για να επιτυγχάνεται η ομαλότερη κίνηση.
      • Για την κίνηση των κινητών μερών μπορεί να χρησιμοποιηθεί μία απο τις παρακάτω επιλογές ή και ο συνδυασμός τους.
      • Στους περισσότερους εκτυπωτές τρισδιάστατων αντικειμένων για την "ηλεκτρική" κίνηση των κινητών μερών επιλέγονται βηματικοί κινητήρες (Stepper Motors).

    • Ηλεκτρονικά
      • Για τον έλεγχο των κινήσεων χρησιμοποιείται κεντρική πλακέτα στην οποία συνδέονται:
        • Προαιρετικά αλλα συνήθως επιλέγεται, οθόνη απο την οποία ελέγχεται με επιλογέα και με πληθώρα οπτικών πληροφοριών η κατάσταση του εκτυπωτή
        • Υποδοχέα κάρτας μνήμης, για την φόρτωση των τρισδιάστατων αντικειμένων, τα οποία επιθυμούμε να εκτυπωθούν (στα τελευταία μοντέλα οθονών υπάρχει ενσωματωμένος ο υποδοχέας καρτών μνήμης).

  • Εισαγωγή τρισδιάστατου αντικειμένου στον εκτυπωτή για εκτύπωση.
    • Τα τρισδιάστατα μοντέλα που προορίζονται για 3D Printers είναι αρχεία STL. 
        • Τo τελικό αρχείο που εισάγεται στον 3D Printer για άμεση εκτύπωση, μετατρπέπεται απο μορφή STL σε κώδικα G (G CODE όπως ισχύει σε όλα τα CNC) με κατάλληλα προγράμματα για 3D Printers.