• Μερικά πράγματα που πρέπει να έχετε υπόψη σας πριν βάλετε σε λειτουργία τον terminator

    Date: 2013.01.15 | Category: TECHIE-STUFF | Tags: ,,,

     

    Έχει περάσει ένας χρόνος από τότε που ξεκίνησα να φτιάχνω το 3d printer και από τότε η ιδέα του 3d printing έχει γίνει αρκετά κοινός τόπος. Το μοντέλο που έφτιαξα (το Prusa) θεωρείται “ξεπερασμένο” και ήδη έχουν προταθεί καλύτερες λύσεις για τα προβλήματα που είχε το συγκεκριμένο σχέδιο (κυρίως το πρισματικό σχήμα του εκτυπωτή δεν του επιτρέπει μεγάλη ακαμψία στις απότομες επιταγχύνσεις. Ο ίδιος ο Prusa σχεδίασε το prusa i3 που ακολουθεί το μοντέλο του Mendel90 μια όχι τόσο όμορφη σχεδιαστικά αλλά πολύ απλή και αποτελεσματική λύση που χρησιμοποιεί τις ορθές γωνίες ενος MDF για να αποκτήσει καλύτερη ακαμψία και πιο ορθές γωνίες 🙂

     

    Ταυτόχρονα έχουν ξεπηδήσει μια ντουζίνα μικρές εταιρίες που πουλάνε έτοιμα κιτ με κάποια από τις λύσεις που έχουν προταθεί, καθώς και μεγαλύτερες που προσπαθούν να προσφέρουν έτοιμες plug&play λύσεις εκμεταλλευόμενες την επιτυχία του reprap. Θα μου πείτε ρε τέκι πάλι μία από iphone θα έχουμε? Κάθε χρόνο και μια καινούργια εκδοχή?

     

    Όχι και εδώ βρίσκεται η πραγματική δύναμη του open hardware. Υπάρχουν πολλές μόδες ταυτόχρονα και υπάρχουν πολλές λύσεις. Αν όμως ήθελα να χαλάσω τον δικό μου εκτυπωτή για να φτιάξω το καινούργιο μοντέλο, στην ουσία θα αγόραζα ελάχιστα πράγματα, και αυτά τα πράγματα θα ήταν πολύ φθηνά και “ταπεινά”. Αν ακολουθούσα το σχέδιο Μendel90 θα έπρεπε πιθανό να αγοράσω ένα κομμάτι MDF καθώς όλα τα υπόλοιπα εξαρτήματα ή θα τα κανιβάλιζα από τον Prusa ή θα τα έφτιαχνα με τον Prusa.

     

    Προσωπικά δεν πιστεύω ότι οι αλλαγές είναι τόσο μεγάλες για να αξίζει τον κόπο και τον χρόνο να το κάνω. Αν κάποιος ξεκινούσε τώρα δεν θα του έλεγα να φτιάξει ένα Prusa, αλλα δεν θα χάλαγα με τίποτα το prusa μου για να φτιάξω τη νέα βελτιωμένη σύνθεση που θα μπορούσε να τυπώνει σε λίγο μεγαλύτερη ταχύτητα (λόγω βελτιωμένης ακαμψίας). Ηδη και μόνο που το βλέπω να τυπώνει μου φαίνεται εντυπωσιακό . Αλλωστε αυτή τη στιγμή ασχολούμαι με το πως να φτιαξω ενα μικρο laser cutter/engraver, χρησιμοποιώντας στοιχεία από τον Mendel90, κάτι που δεν θα μπορούσα ποτέ να κάνω αν αγόραζα έναν 3d εκτυπωτή από την HP 🙂

     

    Απόδειξη του σε πόσο καλό σοσιαλιστικό δρόμο βρίσκεται το 3d printing είναι ότι βρισκόμαστε πολύ κοντά στο να λυθεί ένα άλλο μεγάλο ζήτημα που δεν λύθηκε ποτέ ικανοποιητικά στους απλούς εκτυπωτές. Αυτό της προμήθειας πρώτης ύλης.

     

    Η πρώτη ύλη στους 3d εκτυπωτές είναι ένα νήμα συγκεκριμένου πάχους (3mm , ή 1,75mm) που αποτελείται είτε από PLA (ένα βιοδιασπώμενο πλαστικό από καλαμπόκι) ή από ABS (το γνωστό αγαπημένο που βρίσκεται παντού γύρω μας, από τα εξαρτήματα της κουζίνας μέχρι τους προφυλακτήρες των αυτοκινήτων). Και τα δύο κοστίζουν γύρω στα 20-25ευρώ το κιλό, τίποτα ακριβό δηλαδή. Μέχρι στιγμής μόνο μία εταιρία που πουλάει έτοιμους εκτυπωτές δοκίμασε να κλειδώσει τα καρούλια με το νήμα της με τσιπάκι (στο πρότυπο των εμπορικών εκτυπωτών), αλλά κι αυτή βρίσκεται σε πολύ δύσκολη θέση καθώς όλοι οι άλλοι αγοράζουν την πρώτη ύλη χύμα και οι χρήστες του μηχανήματος της ανταλλάσουν τσιπ μεταξύ τους για να μπορούν να φορτώνουν τα σικ καρούλια τους με χύμα βρωμιάρικο υλικό 🙂

     

    Σαν να μην έφτανε αυτό, έχει ξεκινήσει μια καινούργια προσπάθεια προκειμένου να φτιαχθεί νήμα από τους ίδιους τους χρήστες. Είτε από pellets πλαστικού (που είναι η βιομηχανική πρώτη ύλη και κοστίζει το 1/5 της τιμής του νήματος), είτε από ανακυκλωμένα πλαστικά που τα βρίσκουμε στα σκουπίδια μας. Με λίγα λόγια, ένα χρόνο μετά μπορούμε να πούμε πως όχι μόνο το 3d printing δεν έχει γίνει πιο εμπορευματοποιημένο, αλλά καταστρέφει ταυτόχρονα τις ίδιες τις βάσεις πάνω στις οποίες θα μπορούσε να στηριχθεί μια πιθανή εμπορευματοποίησή του. Ήδη η εταιρία makerbot που προσπαθεί να ικανοποιήσει τους “επενδυτές” με το να βγάλει κέρδη σαν μια κανονική εταιρία, βρίσκεται σε δύσκολη θέση καθώς τα βασικά της μοντέλα κοστίζουν περί τα 2000 με 2500 ευρώ το ένα, 2 και 3 φορές παραπάνω από τα έτοιμα κιτ που πουλάει πχ ο δημιουργός του Mendel90, χωρίς να προσφέρουν κάποιο ιδιαίτερο χαρακτηριστικό που να δικαιολογεί την τιμή.

     

    Η μόνη πραγματική “απειλή” που εμφανίστηκε πριν από 6 μήνες, ήταν φυσικά από την κίνα 🙂 Μια κινέζικη εταιρία έφτιαξε το δικό της closed source σύστημα το UP και το πουλάει περί τα 2000ευρώ για το μεγάλο μοντέλο και 1300 για το μικρό. Το μηχάνημα βγάζει πολύ καλά μοντέλα σε ABS και χωρίς ιδιαίτερο καλιμπράρισμα, λύση αρκετά βολική για ανθρώπους που δεν θέλουν να ασχοληθούν με την εμπειρία του να φτιάξουν ένα δικό τους. Αλλά όπως όλα τα closed source πράγματα έτσι και η αξία του UP παραμένει ίδια από τη στιγμή που θα το αγοράσεις, καθώς το UP plus και το UP plus plus θα σε βάλουν στο τριπάκι να δώσεις άλλα 2000ευρώ για πρακτικά το ίδιο μηχάνημα με κάποιες βελτιώσεις. Επιπλέον το UP έχει ακολουθήσει ένα πολύ ενδιαφέρον δρόμο όσον αφορά το νήμα. Σε αντίθεση με το cube που σου πουλάει το ίδιο νήμα σε όμορφο κουτί με τσιπάκι, το up σου πουλάει νήμα που διαθέτει ελαφρώς διαφορετικό πάχος (1.7mm αντί για το συνηθισμένο 1.75) και με ελαφρώς διαφορετική σύνθεση, κάτι που σε αναγκάζει να αγοράσεις το ακριβό τους νήμα αν θέλεις να συνεχίσεις να βγάζεις το ίδιο καλά αντίγραφα plug&play.

    Το up αποτελεί έναν πολύ ενδιαφέρον παράδειγμα ανταγωνισμού, διότι προτείνει πράγματι κάποιες καινούργιες λύσεις τη στιγμή που τα περισσότερα plug&play εμπορικά μηχανήματα προσπαθούν να αντιγράψουν το κλασικό reprap σε υψηλότερη τιμή και να εκμεταλλευτούν την επιτυχία του. Από την άλλη όμως σε βάζει στον ίδιο δρόμο της μη επεκτασιμότητας που σε έχουν βάλει και οι παραδοσιακοί εκτυπωτές. Για εμένα αυτό είναι το μεγαλύτερο μειονέκτημα, καθώς είμαι σίγουρος πως το ελαφρά διαφορετικό νήμα, γρήγορα θα αντιγραφεί από την κοινότητα και θα χρησιμοποιείται παντού αφού απέδειξε τις καλές του ιδιότητες.

     

    Σίγουρα υπάρχουν άνθρωποι εθισμένοι να πληρώνουν 1000 και 1500 ευρώ προκειμένου να αγοράσουν ένα ακόμα τούμπανο iphone, ένα ακόμα τούμπανο υπολογιστή κι ένα ακόμα τούμπανο αμάξι και γιαυτούς το UP είναι μια καλή λύση (σε αντίθεση με το replicator πχ). Όπως υπάρχουν αρχιτέκτονες που δεν ενδιαφέρονται για τα εσώτερα της μηχανής και θα ήθελαν απλά ένα εργαλείο που να βγάζει όμορφα μοντέλα σε πολύ καλή ανάλυση για τις μακέτες τους κι ας τους παίρνει όσο χρόνο θέλει.

    Αλλά μαζί με την κρίση στη δύση, έχει αρχίσει να ξεθωριάζει η αγάπη προς το μοντέλο της πολυάσχολης δυτικής πριγκίπισσας, όπου η πολύτιμη εργατοώρα της ισοδυναμεί με 30εργατοώρες κινέζων και γι’ αυτόν τον λόγο θα πρέπει να διαθέτει διάφορους βαστάζους στην καθημερινότητά της, που να ασχολούνται με τα ταπεινά ζητήματα την ίδια στιγμή που αυτή μεγαλουργεί.

     

     

    Επ μεγάλε, κόφτην πολυλογία

     

    Οκ οκ, εδώ σταματώ την πολύ φιλολογία και θα ξεκινήσω να σας λέω μερικά πράγματα που εγώ έμαθα από τη διαδικασία σε περίπτωση που σας ενδιαφέρει να την επαναλάβετε. Ο στόχος μου πάντα ήταν να μπορέσω να τον φτιάξω από όσο το δυνατό περισσότερα παλιά πράγματα και για τη χαρά του ρακοσυλλέκτη και για να ρίξω το κόστος απόκτησής του. Οπότε ξεκινάμε

     

    Για αρχή θα σας πρότεινα να μην τον φτιάξετε μόνοι σας αλλά με παρέα. Πρώτον γιατί η χαρά που μοιράζεται είναι διπλή χαρά και δεύτερο, διότι διαφορετικοί άνθρωποι είναι καλοί σε διαφορετικά πράγματα και ο δικός μου 3d printer θα κέρδιζε πολλά στο σφίξιμο του σκελετού από έναν άνθρωπο που είναι λεπτολόγος. Άλλωστε ένας εκτυπωτής δεν θα δουλεύει συνεχώς και μπορείτε να τον μοιράζεστε, όπως να μοιραστείτε και τα έξοδα του. Ως επάνω όριο τιμής θα έλεγα τα 350ευρώ αν δεν αγοράσετε έτοιμο κιτ, αλλά αυτή η τιμή πέφτει πολύ, όσα περισσότερα πράγματα βρίσκετε από παλιά αντικείμενα.

     

     

    Μοντέλο. Αν έφτιαχνα τώρα 3d printer θα ξεκίναγα να φτιάξω το mendel90. Ο nopehead που τον σχεδίασε έχει κάνει πολύ καλή δουλειά και έχει λύσει πολλά από τα προβλήματα στιβαρότητας των παλιότερων μοντέλων με μια πολύ απλή λύση. Το ακόμα πιο θετικό είναι ότι προσφέρει όλα τα αρχεία σε openscad, ένα πρόγραμμα 3d απεικόνισης που λειτουργεί με κείμενο σαν script, και παρότι ακούγεται φοβιστικό προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα. Διότι μπορείτε να ορίσετε εσείς τις διαστάσεις που θέλετε να έχει ο εκτυπωτής σας, ή τα μεγέθη των ράβδων που θα χρησιμοποιήσετε κι αυτός θα σας βγάλει έτοιμα 3d μοντέλα και σχέδια στα μεγέθη που ζητήσατε. Τα αρχεία βρίσκονται στο Github.

     

     

    Stepper Motors. Εγώ τα αγόρασα και κοστίζουν γύρω στα 55ευρώ τα 5κομμάτια που χρειάζεστε, αλλά μετά από ένα χρόνο σκαλίσματος σε παλιά μηχανήματα βρήκα ότι είναι πολύ πιθανό να μπορέσετε να αντικαταστήσετε 2-3 από δαύτους με ανακυκλωμένους από παλιά πρίντερ. Ο βασικός σας στόχος είναι παλιοι laser εκτυπωτές καθώς αυτοί συνήθως έχουν μέσα τους πιο δυνατούς και μεγάλους. Αμέσως επόμενος στόχος είναι οι inkjet. Στους inkjet, αποφύγετε την HP γιατί θα απογοητευτείτε. Χρησιμοποιεί εδώ και χρόνια servomotors που δεν μας κάνουν. Σε Canon και epson έχω πετύχει ωραία κομμάτια. Μόλις τους βρείτε βάλτε τους σε λειτουργία και δείτε πόσα steps έχουν ανά περιστροφή. Οι “επίσημοι” του reprap έχουν βήμα 1.8 μοιρών αλλά μπορείτε να αποκτήσετε πολύ καλή ανάλυση και με αρκετά μεγαλύτερο βήμα. Φροντίστε να κρατήσετε δύο δίδυμους για τον Z άξονα.

     

    Τροφοδοτικό. Η κλασική λύση είναι να βρείτε ένα παλιό 300αρι τροφοδοτικό από υπολογιστή που βγάζει βασικά 12V και 5V αλλά τώρα τελευταία ξερογλύφομαι με μερικά από τα τροφοδοτικά που είχα βρει σε εκτυπωτές (κυρίως laser). Συνήθως βγάζουν 5V (για τα ηλεκτρονικά) και 24V για τα μοτεράκια

     

    Smooth Bars. Γίνεται πολύ συζήτηση για δαύτα και κυρίως για το πόσο smooth είναι. Εγώ επειδή δεν μπορούσα να βρω φθηνά πήρα μερικά χαμηλής ποιότητας και κάνω μια χαρά τη δουλειά μου με λίγο γράσσο. Μάλιστα όταν έφτιαχνα τον Z άξονα, είχαν τελειώσει κι αυτά τα χαμηλής ποιότητας κι έτσι πήρα ένα αλουμινένιο. Εχει ακόμα μεγαλυτερη τριβή αλλά ο Z άξονας έτσι κι αλλιώς δεν κινείται πολύ και απότομα. Δώστε προσοχή ώστε να μην κάνουν “κοιλιά” και να είναι όσο πιο ευθείς γίνεται. Αν είστε τυχεροί ή αν έχετε πρόσβαση σε αρκετούς παλιούς εκτυπωτές μπορείτε να πετύχετε πολύ καλής ποιότητας smooth bars. Δυστυχώς συχνά είναι σε εντελώς λάθος μεγέθη (7mm, ή 13mm), αλλά επίσης συχνά μπορείτε να βρείτε και χρήσιμα μεγέθη (6,8,10,12mm). Και μην ξεχνάτε αν έχετε βρει 2 8mm και δύο 10mm μπορείτε πάντα να σχεδιάσετε τον εκτυπωτή γύρω από δαύτα, αλλάζοντας την αντίστοιχη παράμετρο στο openscad.

     

    Ηλεκτρονικά. Εδώ θα χρειαστείτε κάποιον που να μη φοβάται το κολητήρι, διότι τα έτοιμα ηλεκτρονικά θα σας κοστίσουν καμιά 100αρα. Εγώ προτείνω ανεπιφύλακτα τα Gen7 που χρησιμοποιώ. Είναι ειδικά σχεδιασμένα για χομπίστες, αποτελούνται από hole-through εξαρτήματα και ακολουθούν την αρχή της απλότητας. Μπορείτε να τυπώσετε τη δική σας πλακέτα αν θέλετε στο σπίτι ή να παραγγείλετε μία από τον άνθρωπο που τα έχει σχεδιάσει. Με το να τα φτιάξετε μόνοι σας, μπορεί να παιδευτείτε λίγο παραπάνω, αλλά θα μπορέσετε πολύ πιο εύκολα μετά να διορθώσετε πιθανά προβλήματα. Πχ σε εμένα το ένα mosfetακι θερμαινόταν υπερβολικά με αποτέλεσμα να καιει η μικρή του ψύκτρα. Μόλις βρήκα στα φόρουμ ποιο ήταν το πρόβλημα, η λύση ήταν ένα mosfetακι που μου κόστισε 1,5ευρώ και το αντικατέστησα. Αν τα ηλεκτρονικά μου ήταν SMD και έτοιμα, θα έπρεπε να ψάξω πιθανότατα για καινούργια ηλεκτρονικά ή να πρέπει να βολευτώ μια καμιά τεράστια ψύκτρα κι έναν ανεμιστήρα να τη φυσάει από πάνω.

     

    Κεφαλή (hot-end). Υπάρχουν μπόλικες επιλογές, αυτές που έχουν γίνει της μόδας τώρα τελευταία είναι το σύστημα direct drive που απλοποιεί την τροφοδοσία πλαστικού χωρίς να χρησιμοποιεί μεγάλα γρανάζια. Το “πρόβλημα” της είναι ότι χρησιμοποιεί νήμα 1.75mm το οποίο προσφέρει μεγαλύτερη ανάλυση, αλλά ποιο αργή κατασκευή και ότι ακριβώς λόγω της έλλειψης γραναζιών η κεφαλή δεν μπορεί να τραβήξει το νήμα με μεγάλη δύναμη, οπότε καλύτερα το νήμα σας να βρίσκεται χαλαρό κάπου πάνω από τον πριντερ. Κι αυτό είναι το άλλο ερώτημα. Θέλετε να φτιάξετε έναν εκτυπωτή που να παράγει γρήγορα λειτουργικά αντίγραφα? Ή σας ενδιαφέρει περισσότερο η καλλιτεχνική πλευρά του θέματος και προτιμάτε τα αντίγραφά σας να είναι πιο λεπτομερή και όμορφα? Στην πρώτη περίπτωση θα πάτε σε νήμα 3mm και κεφαλή με άνοιγμα .5mm, στη δεύτερη καλύτερα να πάτε σε νήμα 1.75 και κεφαλή .35mm.

     

    Έτοιμα μηχανικά μέρη. Υπάρχει μια μεγάλη συζήτηση στο κατά πόσο θα πρέπει να μεγιστοποιήσει κάποιος τα κομμάτια που μπορεί να φτιάξει ο ίδιος σ’ έναν άλλο εκτυπωτή και τα λεγόμενα vitamins δηλαδή τα κομμάτια που θα πρέπει να αγοράσει έτοιμα. Εμένα προσωπικά μου φαίνεται μια λίγο αδιάφορη συζήτηση στα πλαίσια που οι “βιταμίνες” που χρειάζονται μπορεί κάποιος να τις βρει εύκολα και φθηνά και δεν είναι τίποτα κλειστά και ιδιαίτερα συστήματα. Εγώ αποφάσισα να χρησιμοποιήσω τα linear bearings, τα γνωστά LM8UU τα οποία βοηθάνε τους άξονες να γλιστράνε ποιο εύκολα. Φυσικά αν χρησιμοποιήσετε ποιο μεγάλες ράβδους μπορείτε να βρείτε στο ebay εξίσου φθηνά και μεγαλύτερα (όπως τα LM10UU). Επίσης πρόσφατα αγόρασα ένα έτοιμο αλουμινένιο γραναζάκι και τον αντίστοιχο ιμάντα (Τ2.5) για τους άξονες X,Y. Ο ιμάντας 2,5 σε σχέση με τον κλασικό 5 που χρησιμοποιούσα προσφέρει μεγαλύτερη ακρίβεια και λιγότερο backlash, ένα φαινόμενο “αδράνειας” όταν η κεφαλή αλλάζει κατεύθυνση. Επίσης τα αλουμινένια γραναζάκια κάνουν καλύτερη επαφή με τον ιμάντα σε σχέση με τα τυπωμένα. Και τα δύο αποτελούν στάνταρ επιλογές πια στον Mendel90.

     

     

     

    Έχοντας την εμπειρία από το πρώτο μηχάνημα που έφτιαξα (και τα πλαστικά μέρη που θα φτιάξω μόνος μου), θα μπορούσα να πω ότι θα κατασκευάσω το laser cutter μου (που θα μοιάζει αρκετά με ένα μεγάλο Mendel90) με κόστος που δεν θα ξεπεράσει με τίποτα τα 100ευρώ (χωρίς να υπολογίζουμε το κόστος του laser). Κι αυτό είναι το όλο αστείο του παραμυθιού που έχω αποφασίσει να ακολουθήσω εδώ και κάποιο καιρό. Με το να μαθαίνεις πως φτιάχνονται τα πράγματα, απομαγεύεις εντελώς τη διαδικασία της εμπορευματοποίησης που σε έχει πείσει ότι ένα μικρό μαγικό κομμάτι πλαστικό είναι το αποτέλεσμα μιας τεράστιας προσπάθειας που εσύ πρέπει να πληρώσεις πανάκριβα. Όχι ένα μικρό κομμάτι πλαστικό, είναι αυτό που είναι, και το καθίκι που μαζεύει το μπικικίνι από την πατέντα έκλεψε κάποιους άλλους για να το σχεδιάσει. Κάποιους άλλους που πολύ βολικά τους θεωρούμε “κοινή γνώση” και πεθαμένους γιατί δεν πρόκειται ποτέ να έρθει ο φιμπονάτσι να σου ζητήσει δικαιώματα. Με τι δικαίωμα ρε φιλαράκι προσθέτει 5% εξυπνάδας σε 95% κοινή γνώση για να πουλήσεις κάτι ως 100% δικό σου και κάτω τα ξερά σας? Αυτή τη μεγάλη απάτη ξεβρακώνει η εμπειρία της κατασκευής ενός 3d printer.