3D Printing

Home/3D Printing

May 2015

Juveler av stål II

By |May 12th, 2015|3D Printing, Generative Art|

Juveler av stål

By |May 7th, 2015|3D Printing, Generative Art, Shapeways|

Jeg har tidligere forsøkt meg som netthandler. Først, i kategorien “Alginat og Nixierør”, her på bloggen. Alginatet solgte som hakka møkk og selv om det nå er tomt på lageret, så får jeg fremdeles jevnlige henvendelser om dette. Mulighetene i det lokale Nixie-markedet hadde jeg nok likevel overvurdert noe – mangelen på konkurrenter til tross.

Jeg har også hatt et par “over-the-top-with-a-vengeance”-modeller liggende ute på Shapeways. Shapeways hinter om at man må fortelle en historie med prissettingen. Jeg hentet derfor inspirasjon fra Damien Hirst (I etterpåklokskapens lys, kanskje litt vel mye inspirasjon) og la blant annet ut en mutert Xenobird, type stor, i stål. Denne minnet kanskje mest om en brutalist-inspirert papirvekt, myntet på skrivebordet til diktatorer med dragning mot fascistisk propagandaestetikk – og er nå fjernet fra vareutvalget.

En strategisk dreining senere, så befinner jeg meg nå i gullsmed-land. Jeg antar at de som har gått i læra en stund og nå praktiserer dette faget kanskje blir litt provosert over det jeg tenker å si nå, men -.

Dette er 2015.

Selv om det er moro å lære seg et håndtverk og lage ting for hånd, så er det avsindig dyrt og det skalerer dårlig.

Vi har 3D-printere. La oss bruke dem! Snart kan hvem som helst lage hva som helst. Teknologien har allerede røsket gamle verdikjeder ute av ledd. Faktisk i den grad at de ikke lenger evner å føle at det har skjedd.

Selv om det føles ok å ha en sjarmerende butikk, så er det avsindig dyrt – og det skalerer dårlig.

Vi har nå print-on-demand-tjensester og butikkhotell – skya. Det koster ingenting å bruke dem og du har ingen risiko forbundet med å forsøke – selv om du selger null enheter. Det er ekte demokrati og ekte konkurranse.  De som velger å ta betaling i form av “morsomme internettpenger” har også ekte økonomisk frihet. 

Terskelen har aldri vært lavere for å lage ting og også for å tilgjengeliggjøre dem for hele verden (ihvertfall “the wired part”).  Eldstejenta på 13 kunne eksempelvis fint etablere seg som internasjonal designer og åpne sin egen nettbutikk, der hun kunne selge sine egne design – uten å måtte investere en eneste krone.

Jeg har nå byttet kommersiell profil fra “Alginat og Nixierør” til “Frisbeegolf og Organiske smykker”. Først ute er disse to perlene. Høyst moderat priset og mange materialer å velge mellom. Fotografi av fysiske instanser vil foreligge så snart prøveprintene ankommer fra Shapeways.

Målet er å selge en i år (har allerede kjøpt denne selv, så salgsbudsjettet er allerede sikret), to neste år og 4 stykker året etter. Jeg kan da påberopet meg geometrisk vekst i inntjeninga, ende opp som gasellebedrift og deretter legge ut sjappa for salg til venturekapitalister med hatten full av penger. Kanskje forlange oppgjør i Bitcoin. Vi får se.. :)



April 2015

Maker Faire 2015

By |April 11th, 2015|3D Printing, City Beest, Götterdämmerung, Maker Faire|

Ser ut som om jeg kom i skade for å melde på en testprint fra Götterdämmerung II. Tror saktens vi skal få den til å røre litt på seg også. Sees på Maker Faire i Trondheim 28. – 29. august :)

Ornithopter

By |April 5th, 2015|3D Printing|

Vi har bygget ornithopter i påska – med strikkmotor.

Det ser ganske lett ut, men jeg kan skrive under på at det ikke er den enkleste øvelsen man kan gi seg i kast med. Lett inspirert av japanske, superlette ornithopterdesign, så skred jeg til verket.

Designprosessen gikk som vanlig. Jeg startet ut med relativt høye kneløft i Fusion og endte opp med et 4-vingers design, som pent ut, men som i praksis var like flyvedyktig som kuskinnet det hviler på på bildet under.

Etter en runde på vekta, så fant jeg ut at det veide hele 41 gram, hvilket var alt for mye masse i forhold til vingeareal og kraften i strikken. Krankakslingen måtte bøyes for hånd og så ut som om den var konstruert av M.C. Escher. Reality check over og jeg tok så en runde på youtube for å hente videre inspirasjon. Jeg endte opp med å koke et rimelig elegant, japansk design med to triangulære vinger. 4 iterasjoner over dette designet og vi hadde noe som faktisk var flyvedyktig.

Etter noen dager, så er det trygt å konkludere med at ornithopter er noe det er fullt mulig å geeke totalt ut på. Jeg vil tro at en simulering av en slik mekanisme lett resulterer i et sett smått ubehagelige differensialligninger. Med strikkmotor, så har man varierende kraft over tid. Flate, flaksendevinger, gir ikke løft, men fremdrift. Framdriften er en funksjon av utslaget på vingen, samt formen den beskriver når den flekser under bevegelsen. Denne er igjen en funksjon av kraft, vingeutslag og hastigheten den flakser med. Ideelt sett, så burde man hatt en tradisjonell vingeprofil inne ved kroppen og fleksible, flaksende vinger lenger ute. Hastigheten på bevegelsene er en funksjon av kraften fra strikken, luftmotstanden, som vingene opplever når de skal drives opp/ned, samt momentet fra kroppen som pendler. Skal du få et ornithopter med helt flate vinger til å stige, så må du vinkle halen litt. I dette tilfellet, så var sweet-spoten et sted mellom 6- 7 grader, litt avhengig av hvor mye man snurret opp strikken.

Jeg og Hedda klarte til slutt å få ornithopteret til å fly, men vi fikk det ikke til å stige. Med 3D-printet kropp i PLA på 9 gram, karbonfiberstenger, icarex, krok og strikk på tilsammen 8 gram, så ble det fremdeles for tungt. Kanskje hadde vi lyktes bedre med litt mindre vinger og høyere frekvens på flaksinga, eller større utslag på vingen. Jeg tror kanskje vi parkerer dette designet nå, men det er neppe det siste ornithopteret som bygges i heimen.

Eye candy / lesestoff:

  1. Simulering av mekanismen i Fusion 360.
  2. Ornithopter Production Workshop (via google translate)
  3. 18-vingers, japansk ornithopter.
  4. Innendørs ornithopterflyving.
  5. eMotion butterflies.
  6. http://www.ornithopter.org/

February 2015

Götterdämmerung II – Enda mer testing…

By |February 20th, 2015|3D Printing, City Beest, Götterdämmerung|

Usminket testprint av Dante, rett fra vaffelpressa. Modellen ble printet i 4 deler (mest fordi jeg ville holde mengden støttemateriale til et minimum). Dimensjoner: 29 x 30 x 26 cm. Printetid: ca 13 timer med 0,8mm dyse og 0,3mm laghøyde. Passformen mellom delene er rimelig bra. Absolutt ingen warp eller lift. Modellen skal limes sammen, pusses og sparkles før den dekkes med et tynt lag gips.

Første iterasjon av Strandbeest ute på plena i vårsola. Dimensjoner er 65 x 50 x 45 cm. Printetid: 80+ timer. Neste versjon blir noe større og skal få seg noen kulelager og litt mindre wobbly bein. Går alt min vei, så blir det en eller to slike å se på MakerFaire 2015.

Jeg har nå kjørt 5+ kilo PLA og nylon gjennom printeren uten problem. Har ikke hatt ett eneste misprint etter at jeg monterte giret ekstruder. Oppløsningen er ikke den beste, men stor dyse og laghøyde gjør at man kan prototype deler rimelig raskt. Jeg begynner nå å bli såpass sikker på at designet er stabilt at jeg har valgt å legge ut alle designfiler, samt materialliste på GitHub. Byggeveiledning mangler, men det kommer, så snart jeg får bygget en til.

Götterdämmerung II – Testing.

By |February 5th, 2015|3D Printing, Götterdämmerung|

 

(Transhumanist selfie)

(CityBeest under assembly (Jepp, det er 30cm gulvflis i bakgrunnen.))

January 2015

Götterdämmerung II – lessons learned – del 2

By |January 13th, 2015|3D Printing, Götterdämmerung|

Jeg er ikke helt klar for release enda, men etter litt testing i helga, så er jeg rimelig trygg på både retning og moment. Den versjonen av GD som ble demonstrert på Maker Faire i 2014 hadde en del svakheter. Disse er nå adressert.

  • Power. Mange velger å bruke ATX-power. Disse er lett tilgjengelige, men har en maksspenning på 12V og lar deg derfor ikke utnytte potensialet i steppermotorene og stepperkontrollerne du har. Sannsynligvis klarer både steppere og kontrollere spenninger opp mot 30+V. Ved å doble spenninga til 24V, så vil du kunne kjøre steppermotorene raskere, du kan ha tynnere kabler og du vil kunne drive motorene hardere før du begynner å miste steps. GD2 har to separate strømforsyninger. En 24V på 360W til heatbed og en 24V på 200W til steppermotorer og kontrollerkort.
  • Hotend. Skal du printe stort, så er det en fordel med større dyse enn den tradisjonelle 0.4 mm-dysa. Du må da også ha en hotend som er i stand til å smelte plasten raskt nok. Hotend er den ene delen du ikke kjøper fra kina. De fleste kinahotends bryter sammen og begynner å produsere giftgass straks du beveger deg 10+ grader over ekstruderingstemperatur for ABS Velg en hotend med et bra termisk design, som klarer å printe ved ende høyere temperaturer. Da kan du også printe i fancy materialer som nylon. Jeg har installert en E3D hotend, og denne ser ut til å fungere veldig bra. (Teller litt på knappene om jeg skal handle inn Volcano-hotenden deres også)
  • Belter.  Timingbelter finnes i flere materialer. De hvite, billige du finner på eBay er forsterket med tynne metalltråder. Disse metalltrådene knekker hvis radius blir for liten, eller de blir utsatt for for stor belastning (pga varmgang). Du ender da opp med et belte som etter en stund vil bli ekstremt elastisk. Printkvaliteten degenerer over tid. Dette skjedde på forrige versjon. GD2 benytter glassfiberarmerte polyurethanbelter.
  • Friksjon. Velg en printerkonfigurasjon som beviselig fungerer. GD1 hadde en layout, som jeg hadde rappet fra et Stratayspatent. Dette viste seg å ikke fungere spesielt bra, da det designmessig tvang den ene stepperen opp i dobbelt hastighet for å at printhodet skulle kunne bevege seg med samme hastighet i X og Y.  GD2 har fått CoreXY-layout. Dette halverte antall friksjonspunkter og lengden på beltene i forhold til forrige versjon. Med strømmen av, så er det ikke lenger et tohåndsprosjekt å flytte X/Y-vogna. Det holder faktisk med en finger.
  • Idlere. Bruk kulelager. Store kulelager. Du kan aldri få for mange kulelager.
  • Cable towing chains. Legg kablene dine i slike. En langs x-aksen, og en langs y-aksen. Da har du kontroll på at ingen kabler blir fanget i maskineriet. Samtidig er du garantert en at ingen kabler bøyes under en viss radius. Kabelbrudd er bitchy og potensielt farlig for printer og operatør.
  • Elektronikk. Det er helsikes mange kontrollerkort å velge mellom. Velg et kort som håndterer 24V innspenning, der du kan plugge fornuftige stepperkontrollere på kortet. Rumba + DRV8825 ser ut til å være et bra alternativ, selv for en stor printer. Det finnes 32-bits HW der ute, men det holder lenge med 1/16 mikrostepping og step-frekvenser som en 8-bits AVR klarer å håndtere. Med en Raspberry + kameramodul, så har man også mulighet til å kontrollere printeren, se status og bilder på et nettbrett via wifi. Dette er enda ikke implementert i GD2, men det kommer.
  • Printunderlag. Blåtape er en favoritt for mange som printer PLA, men på store prints, så klarer du ikke løsne objektet fra overflata uten slegge. Glassplate med kaptontape ser ut til å kunne fungere veldig bra for ABS, PLA og Nylon. Med et lag PVA i mellom for PLA og Nylon, så vil man ha heft, så lenge varmeplata står på, men printen vil slippe ganske lett når objektet har kjølnet. Velger du glassplate, så kan du bruke vanlig glass, men det må varmes opp jevnt for at det ikke skal oppstå spenninger i glasset. GD2 har to stk 200x300mm PCB heatere, aluplate som varmespreder og 3mm glass på toppen. 16 mm kork under PCB heaterne isolerer disse fra underlaget.
  • Firmware. Her er det også svært mye å velge i. Gå for noe som er velprøvd og har en bra aktivitet m.h.t. videreutvikling. GD2 kjører Marlin
  • Z-probe. Forrige versjon hadde mekanisk Z-probe, som var kontrollert av en servo. Dette ga mer masse i X/Y-vogna og enda flere kabler som måtte routes. Jeg har venner som eksperimenterer med hall-effect sensorer og induktive sensorer m.t.p. en mer elegant løsning på homing. Inntil videre, så har jeg valgt å holde det enkelt. GD2 har kun en mekanisk endstop ved Zmin. Dette kan være litt scary, men etter initiell kalibrering, så skal det ikke være nødvendig å endre denne.
  • Filament drive. GD2 har ikke Bowden-type drev, da jeg ønsker å også kunne printe fleksible filamenter. Foreløpig er drevet koblet direkte på en steppermotor, men jeg har girede steppere på tur inn og jeg vurderer sterkt å ta i bruk MakerGear sin filament drive. Dette er helt klart den enkleste, mest elegante og gjennomtenkte jeg har sett så langt.
  • Fancy materialer i akslinger. Her er det potensielt mye å hente ved å få ned vekta. Titanrørene mine hadde dessverre ikke presise nok dimensjoner til at rullelagrene passet og nylon glidelagrene ble ikke bra nok til at jeg kunne bruke karbon. GD2 har derfor fremdeles stål i alle bein og armer :)
  • Steppermotorer. Gå for steppermotorer med lavest mulig serieresistans og lavest mulig impedans. Lavere impedans er synonymt med høyere mulig stepfrekvens, og dermed høyere printhastighet. Ikke velg steppere med eksempelvis 30 ohms seriemotstand. GD1 hadde 4 steppere koblet i parallell for å drive z-aksen. Dette viste seg å en svært dårlig ide. Steppere skal ikke kobles i parallell mot samme driver, da de vil jobbe mot hverandre. Stepraten vil også forringes dramatisk *). GD2 benytter nå istedet en stepper for å drive 4 akslinger via et lukket timingbelte.

Jeg skal nå bruke noen uker for videre kalibrering og prøveprints. hvor driftsstabil den nye konfigurasjonen er, får tiden vise. Hvis det ikke dukker opp noen showstoppere, så bygger jeg antakeligvis en printer til rimelig umiddelbart (Man kan aldri få nok 3D-printere). Jeg kommer isåfall også til å tilgjengeliggjøre alle designfiler og materialliste på github.

Slik det ser ut så langt, så kommer delekosten til denne printeren (med et byggevolum på 35x35x40 cm) til å ligge på ca 7500 NOK, gitt at man handler det meste av deler fra Hong Kong via eBay.

*) Det er angivelig en tjuvkobling som “er lov” m.h.t. å drive to steppermotorer fra samme kontroller. Denne benyttes i et par RepRap-printere. Koblingsskjemaet ser ikke spesielt pent ut, dog :)

December 2014

Dimension 10

By |December 13th, 2014|3D Printing|

Er du i tvil om hva du skal handle i julegave til mor ? Er du arkitekt ? Er du diorama-/modellbygger eller Warhammer-entusiast, men føler at du savner det lille ekstra m.h.t. realisme ?

Look no further.

Dimension10 åpnet sin butikk på Sirkus kjøpesenter i Trondheim i dag (De holder til ved utgangen i 2. etg). Jeg har en liten følelse av at dette er Norges eneste drop-in 3D scan- og print-tjeneste. Fotorealistiske 3-dimensjonale figurer av deg selv med familie er garantert kulere enn noe som naboen har stående i stua. Med en presis 3D-scan av deg selv, så kan du gjøre uendelig mye annet også. Personlig, så planlegger jeg å importere en scan av mitt eget hode inn i Fusion360, slik at jeg kan designe solbriller og ymse “add-ons” for meg selv – med perfekt passform.

Primus motor, Christer-André Fagerslett, demonstrerer bruk av 3D-printer i proffklassen. Printeren er en Projet 660.

Printkvaliteten er upåklagelig. Modellene er så livaktige at de nesten er litt spooky.

Uncool Tools ?

By |December 8th, 2014|3D Printing|

Jeg begynner å bli litt mett av å lese “3D-printer” over alt. Teknologi-relaterte bloggposter og artikler der betegnelsen ikke dukker opp, er snart i mindretall.

De fleste teknologier følger Gartners hypekurve, fra “Technology Trigger”, til “Peak of Inflated Expectations”, til “Through of Disillusionment”, til “Slope of Enlightenment”, til “Plateau of Productivity”. Den andre 3D-printerrevolusjonen gikk rett fra teknologitrigger til produktivitetsplatå. Imponerende og relativt unikt. Det er nå et etablert verktøy. Det virker(ish).

Vi har mange leverandører. Det er hard konkurranse og det er bra fart. Faktisk, så har vi såpass bra fart at det kanskje er på tide å løfte blikket litt, for å se hvor vi kjører, og reflektere litt over hvor vi skal ? Jeg vet ikke om alle skribenter og anmeldere der ute, riktig har fått med seg at *ALLE* FDM-baserte 3D-printere, som markedsføres som nye produkter, i praksis er basert på inkorporering og rebranding av eksisterende teknologier. Diskriminanten mellom printerne er en funksjon av hvor bra kassa er skrudd sammen, hvor pen den er og hvor innmaten er rappet fra. Alle kan bygge sin egen printer nå. Det er sannsynligvis lettere enn å sette opp en gjennomsnittlig Märklin modelljernbane.

Alle FDM-printere som virker, benytter åpen kildekode og åpen hardware. Makerbot forsøkte roll-your-own-minimum-viable-product med sine generasjon5-produkter. De glemte å ansette ingeniører, og de testet printerne i “timesvis” før de slapp dem ut på markedet (…). Det gikk ikke særlig bra og jeg regner med de stiller med livvakter på neste CES for å unngå å bli steinet av kunder med lomma full av dysfunksjonelle smartekstrudere.

Når jeg handlet min første 3D-printer, for 4 år siden, så lå det to fantastiske produkter i esken. Den ene var et Thing-O-Matic byggesett, og det andre var en “M3 Ball end hex key”. Jeg har benyttet ToM flittig siden første dag, men jeg har brukt hexnøkkelen mer. Den er et fantastisk verktøy, og har blitt benyttet i alle prosjekter som har involvert mer enn en fysisk del. Vet jeg ikke hvor denne til enhver tid befinner seg, så får jeg ikke sove om natta.

Hexnøkkelen min hadde vært verdiløs hvis ingen hadde tatt kampen med å standardisere hodet. Skruene ville vært verdiløse hvis ingen hadde tatt kampen med å standardisere gjengedimensjonene. Gitt standardene, så er hexnøkkelen rent gull. Den tillater meg å åpne, modifisere, forbedre og reparere alt som er skrudd sammen med M3 hexhead-skruer – som eksempelvis Thing-O-Maticen min :)

Jeg setter penger på det er de åpne teknologiene som vil vinne. D,v,s, de som etablerer og implementerer det som vil bli de åpne standardene. (Jeg taper alltid alle mine veddemål, men går det skeis denne gangen, så forker jeg inn i et parallelt univers). Disse standardene mangler.

M.h.t. 3D-printere, så er det det glade vanvidd der ute. Mye av den kjerneteknologien i dagens 3D-printere har blitt til som et resultat av hva idealister har klart å realisere i form av åpen kildekode og hardware. Alle disse hardwareløsningene produseres nå i kina og selges så billig, og i et slikt volum at de har blitt de facto standarder – før noen rakk å tenke seg om.

Dessverre, så var vi ikke helt i mål før kineserne luktet lunta. Jeg skulle inderlig håpe at “noen” tok seg bryet med å adressere følgende punkter istedet for å publisere lister med de 10 beste 3D-printerne, eller “3D Printers Buyers Guide”:

  1. STL-formatet var der. Det var enkelt. Det ble adoptert. Formatet kan beskrive en vertex/polygonliste og ikke noe annet. Det er ikke tilstrekkelig for å beskrive fargekomponenter. En STL-fil kan beskrive flere solids, men det finnes ingen standard m.h.t. hvordan dette kan gjøres for å beskrive multiextrusionmodeller. Vi trenger et bedre format, eller en standard for hvordan dette gjøres i STL (Det eneste du kan parametrisere er solid-navnet). Enkelte leverandører har proprietære løsninger for dette, men det er ikke tilstrekkelig.
  2. Elektrisk grensesnitt for kontrollere. Det begynner å bli en del kontrollere på markedet. Alle tillater deg å koble til nesten det samme, men det er likevel nervepirrende hver gang. De fleste baserer seg på at du kan plugge inn “standard” Pololu stepperkontrollere, eller har integert disse på kortet. Dette er ikke tilstrekkelig. For å kunne printe i høy hastighet, så er man avhengig av closed loop-kontroll, og da må stepperkontrollerne kunne snakke asynkront med kontrollerkortet. Ingen konsumernivå kontrollerkort der ute støtter en “hack-fri” tilkobling av vilkårlige stepperkontrollere, og ingen støtter closed loop i firmware.
  3. Standardisering av GCode for 3D-printere. Dette gjelder både hvilke kommandoer som må implementeres i firmware, samt lagrings / streamingformat.
  4. Standarder for a) failsafe for reduksjon brannfare og b) utslippskrav m.t.p. avgasser og partikler. M.t.p. den mengde kinaprodusert plast som nå smeltes og også undergår “utilsiktet pyrolyse” i de tusen hjem, så er det nesten et under om ikke halvparten av 3D-printergenerasjonen vil bukke under for det som senere skulle vise seg å være “den nye asbesten”.
  5. Flere små irritasjonsmomenter som manglende sporbarhet og datablad for plast / polymerer. Manglende standard for fysisk grensesnitt for hotend, utover at “det bare ble sånn”-J-head-standard m.m.

PS. Jeg vet at Autodesk i disse dager lanserer “Spark”, som angivelig skal være en åpen standard for “noe” (sannsynligvis kun fokusert på software, men det er lov å håpe på at noen har tenkt ). Det foreligger svært få detaljer enda, men jeg antar at de lanserer et eller annet på CES 2015 i forbindelse med den nye printeren de kommer med.

Götterdämmerung II – lessons learned – del 1

By |December 2nd, 2014|3D Printing, Götterdämmerung|

Fordelen med å ikke ha noen kunder, eller noen deadline er at man kan eksperimentere villt og hemingsløst uten å miste nattesøvnen. Den forrige versjonen av printeren ble bygget med standardmaterialer, fordi – det er jo det man gjør. Jeg handlet stålstenger og kulelager, fordi – jeg hadde sett disse brukt før, i andre printere. Resultatet ble sådär.

X/Y-vogna veide sannsynligvis godt over en kilo. For å gjøre det mulig å kunne aksellerere litt kjappere, uten at motorene mister steps, så har jeg derfor forsøkt å få ned vekta litt. Jeg har designet en enklere extruder rundt en E3D hotend, og jeg har lekt litt med alternative materialer.

Bildet under viser en 12mm stålstang med glidelager, som det ble benyttet 2 av i forrige XY-vogn. Total vekt for to akslinger og lager: 900 gram. Ved siden av denne er et karbonfiberrør og et printet nylonlager, som er basert på IGUS sine tilgjengelige CAD-modeller. Karbonfiberrøret har absolutt ingen fleks, og nylonlageret har mindre friksjon og mindre “wobble” enn kulelageret. Total vekt for to akslinger og lager : 52 gram… :)

Skulle det mot formodning vise seg at karbonfiber/nylon blir for svakt, så er titanrør en mulighet. Tilsvarende dimensjon veier ca 80 gram. (500 mm langt rør, med 12 mm ytterdiameter).

Oppdatering: 05.12.2014:

Etter litt mer eksperimentering, så fant jeg ut at nylon glidelagrene hadde mye lavere toleranse for vridningskrefter enn rullelagrene. Hvis kraft-vektoren ikke er 100% parallell med akslingen, så låser de seg rimelig kjapt. Bruk av slike legger m.a.o noen føringer for utforming av X/Y-mekanismen og beltene.