3D Printing

Home/3D Printing

July 2014

Bedre enn Bolia !

By |July 31st, 2014|3D Printing|

Har du noen gang vært på jakt etter ei bokhylle, men ikke funnet noen som passet akkurat der du vil ha den ? Jeg har vært på hver eneste interiørbutikk i Trondheim, browset på nett, og også skummet gjennom dyre designeralternativer – uten å finne det jeg trenger. Ingen lager tydeligvis bokhyller som passer der jeg har planlagt bokhylla mi.

Før i tiden, så laget de møblene sine selv. Jeg ser ingen grunn til å bryte med denne tradisjonen. I protest mot greed-drevet outsourcing, barnearbeid og grov utnyttelse av billig utenlandsk arbeidskraft, så har jeg derfor laget meg ei bokhylle – selv.

Materialkost: 278 kroner i eikeplater fra Clas Ohlsson, 25 spenn for ei gardinstang fra IKEA, En halvtimes tafsing i Fusion360 for å designe nødvendige monteringsbraketter og en liten 3D-printer.

Voila ! “Bokhylle i oljet eik, for montering ved pipe i villa” :

June 2014

Code name “Götterdämmerung” – part 4

By |June 28th, 2014|3D Printing, Götterdämmerung|

Det er alltid med hjertet i halsen at man vrir om tenningsnøkkelen på sin nyeste dommedagsmaskin. Så også med denne. Jeg lovet å publisere resultatene uansett hvordan dette prosjektet gikk, so here we go ! (again)

ABS-versjonen av printeren er ikke ferdig, men jeg har nå nådd et punkt der jeg har en fullt brukbar PLA-printer. Det er en såpass comfy milepæl at jeg tar meg tid til en liten statusrapport. Printeren er stor som en vaskemaskin og  X/Y-mekanismen er basert på 1.8A steppere. Disse er kraftige/kjappe nok til at det ikke frister å putte kotelettfingrene sine inni kammeret når den er i drift. At noe er stort, betyr ikke at det ikke kan bevege seg raskere enn refreshraten til øyet ditt.

Kort oppsummert, så kan jeg vel konkludere med at den virker over all forventning. Jeg har så langt kjørt to ganske store printjobber, som hver har tatt 4+ timer uten at noe har tatt fyr og uten at den har spist opp seg selv. Jeg ble faktisk litt satt ut av at den i det hele tatt virket, men jeg har jo i praksis ikke gjort annet enn å lage en ramme som holder litt belter og steppermotorer på plass. Alle de tunge løftene er jo gjort av andre. D.v.s. de som har bidratt inn i den åpne programvaren og maskinvaren som er i hjertet av printeren (se credit-lista på videoen til slutt).

Jeg registrerer at tilsvarende printerprosjekt har hanket inn en million USD på Kickstarter  (eks Rigidbot, som forøvrig baserer seg på en mye mindre rigid konstruksjon enn Götterdämmerung, samt har en enorm designsvakhet i form av en plattform som beveger seg i printplanet), men det er litt for mange aktører der ute til at jeg føler for å starte et slikt løp. Jeg har tross alt en dagjobb.

I likhet med 99% av de andre printerne der ute (også de fleste på Kickstarter), så er denne basert på Open Source og er designet med gratis programvare. Jeg deler derfor designet på GitHub. Skulle fan meg bare mangle.

Printeren er såpass stor at  det er vanskelig å ha alt i synsfeltet samtidig når man mekker på den. Jeg trengte bildemateriale til denne bloggposten, så jeg fyrte i gang en fire-timers printjobb uten å ha fått med meg at jeg hadde glemt å skru fast 4 idlere. Star Wars-hjelmen på bildet under fikk derfor udda striper og så ikke så bra ut. Men den var schwær, selv om jeg bare benyttet 1/8 av det totale printvolumet.

Hvis jeg vil, så får jeg faktisk plass til hele den gamle 3D-printeren min inni byggekammeret på den nye (selv om det er ren galskap å forvente å skulle printe noe som fyller hele volumet. For eksempelvis en solid kuleform, så vil byggetiden være proporsjonal med kuben av radius. Selv med en hastighet på 150 mm/s, så vokser denne funksjonen såpass raskt at en potteplante vil kunne vokse raskere enn objekter over en viss størrelse vil kunne vokse i printkammeret.

Heldigvis, så kan en for mange formål slippe unna med å printe skall, eller med svært lav infill. Det er også litt ok å kunne strekke seg ut i en eller to akser, eksempelvis hvis man går svanger med et droneprosjekt, eller vil printe bein til en strandbeest-basert walker.

(Første testprint. 15x15x15 cm. 300 mikrometer z-oppløsning – og 4 løse skruer i konstruksjonen…)

Andre testprint gikk en del bedre. Ekornet under er printet med en vertikal oppløsning på 100 mikrometer (10 lag pr mm). Jeg er overbevist om at jeg kan komme ned på 25 mikrometer, men så lenge man kan printe funksjonelle objekter med lavere oppløsning, så er det en lite meningsfylt øvelse.

(5x5x3 cm. 100 mikrometer z-oppløsning. Litt uheldig med de første lagene pga litt for stor avstand til underlaget.)

Det som jeg tror mange ikke riktig har fått med seg er at de fleste 3D-printere kan klemme ut av seg objekter med en helt avsindig bra kvalitet uten å øke oppløsninga. Ved å bruke litt tid på kalibrering av slicerparametre (hastighet, aksellerasjon, temperatur etc) , så kan man få helt akseptable resultater selv med en “standard” oppløsning på 300 mikrometer. Under har jeg printet en vase I PLA. Den er 20 cm høy og 10 cm i diameter. Veggene er 0,8 mm tykke.

(Tredje testprint. 20 x 10 x 10 cm. 300 mikrometer oppløsning)

(Nærbilde av et ca 3×3 cm stort felt på vasen på bildet over. Bildet viser hvor jevne lagene kan bli, selv ved 300 mikrometer.)

Jeg har tidligere utelukkende printet i ABS. Intensjonen med den nye printeren var å lage en ABS-printer med varmekammer. Jeg har prototypen til kammeret klar, og har printet delene til toppen av kammeret. Etter å ha lekt litt med PLA, så er jeg nesten litt usikker på hvorfor jeg trenger varmekammer – og jeg lurer voldsomt på hvorfor Makerbot sin Z18 (som er “optimalisert for PLA”) trenger varmekammer. Det jeg trengte for å printe stort med PLA var ikke varme, men kjøling.

ABS har bedre mekaniske egenskaper og er litt mer behagelig å jobbe med, men det krymper og warper når man printer over en viss størrelse. PLA er i overkant nedbrytbart og begynner gjerne å sagge ved temperaturer man kjapt kommer opp i i eksempelvis en varm bil som står i sola. Likevel, så vil jeg tro at det er helsikes mange design som kan benytte PLA istedet for ABS. Videre, så skjer det en rivende utvikling mht filamenter for FDM. Det er et digert hull i markedet for filamenter med ABS-lignende egenskaper, men som ikke krymper ved faseoverganger. Jeg er rimelig trygg på at noen der ute jobber iherdig med å fylle dette hullet.

Jeg har som sagt designet for varmekammeret rimelig klart, men det er litt knotete, da det baserer seg på en intern kasse, der drivaksler går gjennom bunnen av kassa (forsøker å holde flest mulig plastkomponenter på utsiden). Jeg funderer på om jeg skal kaste dette designet på båten og heller kanskje gå for en mindre klunky ekstern kasse (med X/Ygardin på toppen). Hvis jeg holder makstemperaturen under 70-80 grader (som _kan_ være tilstrekkelig for enkelte varianter av ABS mht å unngå warp), så bør komponentene inni overleve. Vi får se hvor det bærer hen. Det er definitivt verdt et forsøk.

Funderer du på å bygge deg din egen Götterdämmerung så bør du lese følgende punkter:

  • Alle designfiler er publisert på https://github.com/hansj66/Gotterdammerung-3D-printer. Filene er i .STP-format, slik at du kan importere dem i eksempelvis Fusion 360 og også endre dem (I motsetning til mange andre puddinger som kun publiserer STL, som er et usedvanlig crappy utgangspunkt for å gjøre tilpasninger / endringer). Du finner en liste over nødvendige materialer (som er cöse, men kanskje ikke helt komplett), designfiler, samt konfigurasjonsfil for Marlin.
  • Designer skalerer. Du kan bygge den så stor eller liten du ønsker. Kun plate og lengder på profiler, stål og drivaksler må kappes til ønsket dimensjon.
  • Alle plastdeler kan printes på en ganske liten printer. 10x10cm plattform holder. Jeg har printet alle strukturelle deler i ABS, med 30% infill og et skall.
  • Regn med å blåse ca 7000 kroner på eBay for deler til en åpen versjon som kan printe PLA og har et byggevolum på ca 35x35x35 cm.
  • Jeg gir ingen garantier for at det kommer en versjon med varmekammer i overskuelig framtid. Jeg har et ganske avslappet forhold til selvpålagte deadlines. Hoveddrivkraften min vil i såfall være å ergre kommersielle aktører, samt utfordre meg selv på å lage et minst mulig klunky design.
  • Det finnes ingen byggeveiledning – enda.
  • Ikke regn med å få spesielt mye support  :)
  • Jeg ville ventet litt før jeg satte i gang. Jeg er rimelig trygg på at jeg kommer til å forbedre designet i løpet av høsten.
  • Jeg vet enda ikke hva som er begrensingene mht hastighet og presisjon i denne printeren. Den har så langt printet 150 mm/s og den har printet med oppløsning på 100 mikrometer, men enda ikke samtidig. Det er helsikes mange parametre å skru på, så det kan ta litt tid før jeg finner et sett med optimale konfigurasjoner.
  • Ingen garantier. For alt jeg vet så har jeg designet noe som automatisk vil forsvinne inn i et parallelt univers etter 20 timer printing.

January 2014

Set your chickens free !

By |January 20th, 2014|3D Printing, Rants|

Hva er dødelig for fugler og fremkaller influensalignende symptomer hos mennesker ? Riktig svar er “fugleinfluensa – og ubetenksom omgang med PTFE”  (PTFE markedsføres forøvrig av DuPont under merkenavnet “Teflon”).

I tilfelle du lurer på hva stekepanna di sannsynligvis er belagt med, så kan jeg opplyse om at det er samme materiale, som på bildet.

Stoffet heter PTFE, og er en termoplast som spaltes i en del litt mindre hyggelige stoffer ved ikke spesielt  høye temperaturer. Planlegger du seriøs biffsteking eller (gud forby) lett fritering i oljer som tåler 260 grader og over, så ville jeg flyttet kakadueburet et godt stykka unna komfyren, samt satt kyllingene mine fri – samtlige kyllinger. Ikke bare løper du risikoen ved å bli fuglemorder, men du har også et helt glitrende utgangspunkt for å kunne produsere noen relativt potente drivhus- og stridsgasser kun ved hjelp av bestemors Aga og den nye stekepanna du fikk til jul.

Enkelte av spaltningsproduktene er ikke spesielt nedbrytbare. De akkumuleres i kroppen – og blir der. Tørrkoker du en teflonpanne, så er dette noen av stoffene du kan ende opp med:

“At least four of these gases are extremely toxic – PFIB, which is a chemical warfare agent 10 times more toxic than phosgene (COCl2, a chemical warfare agent used during World Wars I and II), carbonyl fluoride (COF2 which is the fluorine analog of phosgene), MFA (monofluoroacetic acid) which can kill people at low doses, and HF, a highly corrosive gas.” [1]

Dette er ganske heftige kjemikalier og DuPonts egne kjemikere hadde i 1968 mye moro med å gjennomføre eksperimenter der de tok livet av rotter med dem.

Nuhvel,

Jeg skulle egentlig skrive en oppdatering på 3D-printer-prosjektet, nå som jeg har en fet teflon-stav fra Korea liggende på pulten min. Den skal / skulle / kunne ha blitt en sentral komponent i extruderen min, men iom at høy temperatur og plast er en combo som er verdt å google før man begynner å eksperimentere, så gjorde jeg nettopp det…

Jeg registrerer at pannetemperaturen ved steking av biff er i området 200-230 grader. I teorien, så burde jeg derfor ikke eksponere meg for større risiko ved å kjøre extruderen enn det en jeg gjør ved å svinge stekepanna. I teorien.

PS. PTFE-liner er det innerrøret som du finner i 95% av alle reprap-extrudere og J-Head hotends.

PPS. Hvorfor har ingen noengang gjort en studie med tittelen “Environmental impact of cow farts vs pyrolysis of teflon coated frying pans in burger flipping joints ?”.

[1] http://www.ewg.org/research/canaries-kitchen/teflon-offgas-studies

[2] http://www.youtube.com/watch?v=HoYJh6ZRj8o (Jepp, jeg har den orginale fleksidisken :))

December 2013

Code name “Götterdämmerung” – part 3

By |December 28th, 2013|3D Printing, Götterdämmerung|

Hvis du føler for å blåse 65kNOK, så er det faktisk mulig å anskaffe seg en RepRap med varmekammer allerede nå. Denne er designet av Kühling&Kühling, har et byggvolum på 10 liter og har to ekstrudere. Håper de rekker å tjene litt penger på den før de blir saksøkt.

Det kan se ut som om jeg ender opp med et byggevolum på ca 40 liter i nåværende konfigurasjon. Om jeg lykkes med varmekammeret vil tiden vise, men resten begynner å komme sammen tålelig bra. Elektronikken blir en litt udda combo av Marlin firmware, konfigurert for RAMPS. Dette snurrer på en Arduino 2560, men uten RAMPS-shield. Istedet, så har jeg dratt sammen display, encoder, SD-kortleser og 4+ Makerbot Gen4 stepperkontrollere på et protoshield (MB-kontrollerne kan levere 2.5A pr fase og kjører fletta av Pololu-kontrollerne som ellers benyttes sammen med RAMPS).

Hvis dette ikke resulterer i en eller annen singularitet eller blåfarget atomsopp når jeg napper i power-bryteren for første gang, så antar jeg at jeg snekrer sammen et eget shield for formålet. Jeg har ikke regnet sammen deleprisen på den siste BoM’en, men jeg tror vi så langt kanskje ligger på 10% av K&K-prisen så langt. Designet skalerer også i alle retninger uten at du trenger å modifisere noen printede deler. Du kan m.a.o. printe delene og kappe til stål og alu for å lage en printer som er akkurat så stor som du måtte ønske (Under den forutsetning at kua faktisk viser seg å være flyvedyktig)

De siste dagene har gått med på å trekke kabler og montere kontakter. ca 46 meter kabling har gått med så langt.

 

November 2013

“It’s all about sharing creativity and expertise”

By |November 28th, 2013|3D Printing, Rants|

“It’s all about sharing creativity and expertise”, Bre Petis 2010

Makerbot laget sine første 3D-printere basert på åpen kildekode og åpne design. Det fysiske designet ble lånt fra RepRap, Skeinforge ble bundlet med og G-code parser og scheduler ble tjuvlånt fra GRBL og puttet inn i firmware. Dette ble pakket og markedsført som “Makerbot“. De opprettet deretter Thingiverse, slik at makere over hele kloden kunne dele sine design og sine modeller.

To år etter, så lukket de kildekode og design på grunn av at kineserne viste seg å være litt for flinke til å dele kreativitet og ekspertise.

Tre år etter ble de kjøpt opp av Stratasys for en cash-ekvivalent av 403 millioner USD.

3D-printermarkedet har eksplodert det siste året, og tidligere i denne uka, så startet Stratasys prosessen med å utrydde konkurrentene til Makerbot etter det strategiske oppkjøpet. Bre Petis i Makerbot annonserte for litt siden at de om få år ville release printere som benyttet patentert teknologi fra Stratasys. Noen av disse patentene er gyldige fram til 2029.

Sooo….

Hva skal man gjøre ?  Setter vi pris på å få en corporate middle finger viftet i ansiktet ? Virker patenter etter intensjonen ?

Nei.

Som privatperson på et annet kontinent, så er det lite jeg kan gjøre enn å bruke min forbrukermakt og min egen opphavsrett. Etter dette, så ønsker jeg ikke på noen måte å støtte Stratasys direkte eller indirekte. Makerbot Industries vil måtte vente rimelig lenge på min neste bestilling og alle mine designfiler er nå fjernet fra Thingiverse og erstattet av en aldri så liten protestnote.

Som privatperson, så er det også vel verdt å støtte rettighetsgrupper som EFF i denne kampen. De omstridte patentene er svært generiske (“varmekammer”, “rutemønsteret”, “hvordan skjule søm”), og jeg mistenker at de aldri har blitt utfordret. Det bør finnes prior art der ute.

Se følgende artikler for mer informasjon:

Code name “Götterdämmerung” – part 2’ish

By |November 8th, 2013|3D Printing, Götterdämmerung|

Mens vi venter på patentskredet i 2014, så kan man like gjerne benytte tiden til å se hvordan man kan klemme mest mulig ut av “leke”-FDM-printeren sin. Bildene under viser versjon 87 (I kid you not) av delene til X/Y-vogna på neste printer.

 

October 2013

“The future is already here – it’s just not evenly distributed”

By |October 15th, 2013|3D Printing|

Noen drar kanskje kjensel på den litt bleke dobbelthaka i videosnutten under ? Har Neo en hittil ukjent (og ubarbert) storebror ? Har Max Headroom endelig gått digital på sine eldre dager ? Nope,  it’s me ! Mini mesh me :)

Når jeg tenker tilbake til de glade studentdagene, så husker jeg spesielt et øyeblikk der jeg fikk valget mellom to mulig hovedfagsoppgaver. Den ene var prediksjon av sekundære strukturer i proteiner basert på aminosyresekvenser, og den andre var tredimensjonal rekonstruksjon fra todimensjonale bilder. Begge oppgavene var rimelig hard core tidlig på 90-tallet. Begge oppgavene var også egnet til å deformere selvbildet til en ung student – ganske betraktelig. Idiot som jeg var, så valgte jeg proteinene.

Over 20 år etterpå så sliter man fremdeles med prediksjon av proteinstrukturer, men det kan se ut som om problemet med tredimensjonal rekonstruksjon er noenlunde løst. 3D scanning basert på 2D foto har vært en realitet en stund, men nå begynner det å bli moro.

Anvendelsesområdene er mange. Du kan eksempelvis scanne deg selv, kline en nisselue på meshen, fyre opp 3D-printeren, og vips, så er julegavene sikret for i år.  Eller…

Er du også en som har forsøkt å ta skallemål på seg selv med skyvelær, målebånd og passer ? Isåfall, så vet du at en 1:1 digital replika av deg selv er er nyttig. Plutselig, så er det mulig å designe og printe skintighte add-ons og mods for deg selv.

Jeg klarte ikke å dy meg. Måtte nesten lage en prøveprint av hodet mitt. Oppløsning på printeren min er ikke den beste, men selv på 300 mikron så ser det svært bra ut. Figuren er 5 cm høy.

Stor takk til Christer-Andre Fagerslett og medkonsipratører for 3D-scanning !

June 2013

Jeg vet jeg er feit, men…

By |June 11th, 2013|3D Printing|

jeg blir likevel noe forbauset når det viser seg at festene til fire av fjærene i den nesten nye sofaen fra Bolia har røket tvers av. 16K er kanskje ikke spesielt dyrt for en sofa, men det er likevel dyrt nok til at jeg forventer at sentrale strukturelle komponenter er laget av et materiale som er bittelittegrann sterkere enn plastbinders produsert av resirkulerte hundeposer.

Jeg burde reklamert på dette, men jeg gidder ikke ofre blodtrykket, samt bruke verdifull tid på å sende mail eller taste “1” for “Brenn i helvete!” i talemenyen for “svært misfornøyd kunde”. Jeg vil heller ikke ha en ny vare i samme bedritne kvalitet (Jeg ser forøvrig allerede tegn på begynnende bruddflater i samtlige av de resterende opphengene).

Jeg noterer meg heller at jeg neppe kommer til å handle der igjen – noensinne.

Heldigvis, så tok det meg noe under 4 minutter å designe en ny brakett i Inventor Fusion . Den nye festebraketten kan printes på 20 minutter, kan strammes, koster meg Kr 3.50 i plast pr stk, og har en forventet levetid på et par mannsaldre utover rælet, som Bolia etter all sannsynlighet har handlet fra et kinesisk konkursbo via AliExpress.

Til Bolias QA-sjef, så vil jeg nevne at det burde være mulig for enhver idiot å begripe at 3 mm tynn plast som strekker en ganske kraftig stålfjær flere cm og i tillegg har vektbelastning fra ei gjennomsnittlig voksenræv 90 grader på dette, flere timer om dagen – ikke vil holde spesielt lenge.

Det er ikke første gang jeg bruker 3D-printeren til å lage erstatninger for komponenter som ikke holder mål. Kan hende det er her disse maskinene vil  finne sin endelige nisje i på litt lenger sikt ?

May 2013

TV-B-Gone booster

By |May 29th, 2013|3D Printing, Electronics|

The TV-B-Gone is probably one of the coolest devices I have ever come across. It’s small, elegant and is a more powerful DOS vector than the Low Orbit Ion Cannon.

There are several hacks out there for boosting the output power, but they all usually involve some form of invasive surgery and soldering. The odds are that you (like me…) are going to break your device if you attempt to hack it.

This booster uses an optical link, and requires no modification of the TV-B-Gone itself. Just insert the TV-B-Gone into the booster. The booster reads the output from the TV-B-Gone using an LTR3208E phototransistor and switches the same signal to 19 TSAL720 60mW IR diodes, using a simple TIP122 transistor. The end result is that you boost the output power from the TV-B-Gone to 1140 mW (external battery pack required)

For added awesomeness, I have created a 3D-printed 50s ray gun enclosure to hold the booster and TV-B-Gone. STL-files can be downloaded from http://www.thingiverse.com/thing:95744

Code name “Götterdämmerung” – part 1’ish

By |May 13th, 2013|3D Printing, Götterdämmerung|

Jeg sier det igjen – Jeg begriper ikke at mennesker kan leve uten 3D-printere. Personlig, så er jeg litt der at jeg nå føler det går utover livskvaliteten å bare være i besittelse av en.

Jeg har tidligere vært begrenset til et printvolum på 10x10x12ish cm. Dette er way beyond klaustrofibisk, så jeg bestemte meg for å designe noe større. Dere kan anse alle tidligere poster som har grenset inntil dette emnet som en innledning. Jeg frykter at dette prosjektet kan bli ganske omfattende.

Barnet har enda ikke fått noe navn, men det er en rett kraftig plugg. Dette kan ha en viss sammenheng med at jeg har jobbet under dogmeregler. Følgende design-constraints ligger til grunn:

  1. “Stor nok til det jeg har lyst til å printe”.
  2. “Enkel å integrere i møblerte funkishjem”. Jeg designet den derfor for standard-bredde. Den er m.a.o. like bred som en Miele vaskemaskin. I kid you not.
  3. “Ikkeno ledninger, steppere og dill inni printkammeret.”. Dette medførte et par iterasjoner ekstra, samt behov for en sanity check / proof-of-concept i Lego.
  4.  “Mulighet for varmekammer”. Skal man printe stort, så må man kunne kontrollere temperaturen i hele printkammeret.

Slik den fremstår nå, så er kuben bygget av 6 meter 40x40mm aluminiumprofiler, noen meter T2.5 timingbelter, 15 stk. pulleys, 2 stk. anstendig dimensjonerte Nema 17,  ca 2 meter 12 mm sølvstål, 4 stk LM12UU lineære lager, samt ca 14 printede deler.

Litt finpuss gjenstår på XY-delen før jeg sier meg fornøyd med den. Med et så stort antall pulleys for å drive X/Y-mekanismen, så blir det også litt friksjon. Jeg vurderer derfor å innføre kulelager her og der. Det virker ikke som om stepperne sliter i det hele tatt, men det er såpass friksjon at du må bruke to hender for å flytte printhodet manuelt når strømmen er koblet fra.

Det som gjenstår av litt større ting, er hovedsakelig Z-akse og varmekammerleamikk. Jeg må også bestemme meg for hvor mange extrudere det er stuerent å henge på . Tror ikke noen skal regne med ferdig produkt på denne siden av sommeren, men man vet jo aldri.

Mesteparten av arbeidedet bak en slik sak er grubling og serviettskriblerier. Mekanisk, så er en slik printer i utgangspunktet en nobrainer, men kombinasjonen av varmekammer og printede strukturelle deler har gitt meg en del hodebry. Jeg postet derfor en “Request for Innspill”  på Hackheim sine facebook-sider. Noen timer etter, så hadde jeg forslag både mht materialvalg og mekanikk. Kudos til Ole Jakob Drag Mikalsen for tips og drodlerier.