Page 8 - Fister jr., Iztok, and Andrej Brodnik (eds.). StuCoSReC. Proceedings of the 2015 2nd Student Computer Science Research Conference. Koper: University of Primorska Press, 2015
P. 8
oblik ali prototipov za izdelke, ki so jih potem izdelovali Ugotovili smo, da 3D tisk ponuja veliko prednosti pred osta-
z drugo tehnologijo. Dandanes pa se vse bolj nagibajo k limi oblikami naˇcrtovanja in izdelave, zato smo jo tudi upo-
temu, da je doloˇcen izdelek ˇze v celoti izdelan s 3D tiskalni- rabili v naˇsi ˇstudiji. Postopek izdelave je sestavljen iz petih
kom. V dobrih tridesetih letih svojega razvoja smo odkrili faz [11]:
marsikaj novega. Novosti so predvsem v razliˇcnih materi-
alih, s katerimi lahko izdelke enostavno tiskamo (slika 1). • naˇcrtovanje 3D modela v programu SolidWorks,
Slika 1: Izdelek tiskanja. • prenos 3D modela v Slic3r,
3D tiskalnik je sestavljen iz razliˇcnih elektronskih in strojnih
elementov. Najpomembejˇsi so: • prevajanje G-kode (angl. G-code),
• iztiskalna ˇsoba (angl. extruder nozzle): skrbi za bri- • optimizacija nastavitev temperature grelca in pozicije
zganje tekoˇcega gradiva - filamenta (nanaˇsalnega vla- 3D modela,
kna),
• predgretje in 3D tisk.
• koraˇcni motorji: zagotavljajo premikanje v ravnini X-
Y in osi Z, Naˇcrtovanje 3D modela smo izvedli v razvojnem orodju So-
lidWorks (slika 2), ki je zelo cenjen med inˇzenirji in obliko-
• grelec: utekoˇcini filament in skrbi za vzdrˇzevanje tem- valci, saj ponuja vrsto razliˇcnih naˇcinov risanja. Za samo
perature, konstruiranje je sicer potrebno nekaj predznanja, ki pa ga
ni teˇzko usvojiti.
• grelna mizica,
Gradnjo 3D modela smo zaˇceli z osnovnim likom – pravoko-
• napajalni del z elektronskim vezjem. tnikom, ki smo mu prirezali stranice. Z orodjem Extruded
Omenjeni sestavni deli opredeljujejo tiskalnik kot mehatron- Boss/Base smo pravokotniku doloˇcili ˇse tretjo dimenzijo -
sko napravo. Cˇ eprav je tiskalnik statiˇcna naprava uporablja viˇsino, ter dobili kvader. V sredini kvadra smo izrezali od-
ˇstevilne aktuatorje gibanja. Ti skrbijo za premikanje izti- prtino kvadratne oblike, namenjeno tiskanemu vezju. Na
skalne ˇsobe, ki iztiska predhodno utekoˇcinjen filament. Ute- koncu smo dodali ˇse nosilce za LED diode, nosilec za 9V ba-
koˇcinja ga reguliran grelec, ki poleg grelne mizice predstavlja terijo, ter luknjo za stikalo. Konˇcnemu modelu smo doloˇcili
osnovo za kakovostno izdelano ogrodje. Iztiskalno ˇsobo po- ˇse dimenzije ter model shranili v datoteko *.STL. Bistveno
ganja dodatni elektriˇcni motor. Sˇoba predstavlja izmed vseh pri naˇcrtovanju 3D modela je, da se drˇzimo nekaj osnovnih
gradnikov najobˇcutljivejˇsi del. napotkov, ki pripomorejo k boljˇsemu konˇcnemu izdelku, tj.:
Koraˇcni motorji opravljajo dve funkciji. Poleg premikanja • dimenzije konˇcnega izdelka morajo biti v skladu z razse-
ˇsobe skrbijo tudi za merjenje poloˇzaja, kar je glavna znaˇcil- ˇznostjo naˇsega 3D tiskalnika,
nost koraˇcnih motorjev. Zaradi tega jih odlikuje enostavna
uporaba, vendar po drugi strani omejuje visok vrtilni mo- • izogibamo se konstrukciji mostiˇckov, tj. delov, kjer bi
ment in visoka vrtilna frekvenca. V kolikor motor doseˇze naˇsa ekstruderska ˇsoba filament vlekla po zraku in ne
katero ob obeh lastnosti, pride do izpada iz koraka, kar pre- po prejˇsnjem sloju,
pozna elektronsko vezje in gibanje ustavi.
• ˇce bo naˇs model imel izvrtine (luknje), morajo biti
3. IZDELAVA OGRODJA ROBOTA dimenzije na modelu veˇcje od dejanskih, sicer jih mo-
ramo povrtavati,
Za 3D tisk smo se odloˇcili, ker ima nekaj prednosti pred
ostalimi metodami izdelave ogrodja robota. Da bi izdelali • izogibamo se pretankim stenam (nizka trdnost), hkrati
uporabno ogrodje, ki zadoˇsˇca naˇsim potrebam, smo se mo- pa tudi nepotrebno debelim (ˇcas tiskanja se zelo po-
rali osredotoˇciti na bistvene lastnosti, ki jih ogrodje mora daljˇsa, porabimo veˇc gradiva).
imeti, tj.:
Datoteko izvozimo v formatu *.STL (Lithography), ki iz-
• trdnost, risan trodimenzialni model zapiˇse kot mnoˇzico trikotnikov.
Datoteka *.STL je namenjena za pretvorbo v tiskalniku razu-
• teˇza, mljivo obliko, G-kodo. G-koda predstavlja numeriˇcni zapis
modela, razumljivega numeriˇcno krmiljenim strojem (angl.
• zahtevnost izdelave, numerical control, krajˇse NC) [3]. Pretvorbo opravi preprost
program Slic3r, ki vsebuje navodila za:
• ˇcas izdelave.
• premikanje ˇsobe po tiskalni povrˇsini [2],
• uporabo kombinacije koordinat in slojev (angl. layer),
po katerem se premika,
• koliˇcino gradiva, ki se bo uporabil pri tiskanju,
• nastavitve temperature iztiskalne ˇsobe in grelne mi-
zice,
• naˇcin 3D tiskanja, ipd.
StuCoSReC Proceedings of the 2015 2nd Student Computer Science Research Conference 8
Ljubljana, Slovenia, 6 October
z drugo tehnologijo. Dandanes pa se vse bolj nagibajo k limi oblikami naˇcrtovanja in izdelave, zato smo jo tudi upo-
temu, da je doloˇcen izdelek ˇze v celoti izdelan s 3D tiskalni- rabili v naˇsi ˇstudiji. Postopek izdelave je sestavljen iz petih
kom. V dobrih tridesetih letih svojega razvoja smo odkrili faz [11]:
marsikaj novega. Novosti so predvsem v razliˇcnih materi-
alih, s katerimi lahko izdelke enostavno tiskamo (slika 1). • naˇcrtovanje 3D modela v programu SolidWorks,
Slika 1: Izdelek tiskanja. • prenos 3D modela v Slic3r,
3D tiskalnik je sestavljen iz razliˇcnih elektronskih in strojnih
elementov. Najpomembejˇsi so: • prevajanje G-kode (angl. G-code),
• iztiskalna ˇsoba (angl. extruder nozzle): skrbi za bri- • optimizacija nastavitev temperature grelca in pozicije
zganje tekoˇcega gradiva - filamenta (nanaˇsalnega vla- 3D modela,
kna),
• predgretje in 3D tisk.
• koraˇcni motorji: zagotavljajo premikanje v ravnini X-
Y in osi Z, Naˇcrtovanje 3D modela smo izvedli v razvojnem orodju So-
lidWorks (slika 2), ki je zelo cenjen med inˇzenirji in obliko-
• grelec: utekoˇcini filament in skrbi za vzdrˇzevanje tem- valci, saj ponuja vrsto razliˇcnih naˇcinov risanja. Za samo
perature, konstruiranje je sicer potrebno nekaj predznanja, ki pa ga
ni teˇzko usvojiti.
• grelna mizica,
Gradnjo 3D modela smo zaˇceli z osnovnim likom – pravoko-
• napajalni del z elektronskim vezjem. tnikom, ki smo mu prirezali stranice. Z orodjem Extruded
Omenjeni sestavni deli opredeljujejo tiskalnik kot mehatron- Boss/Base smo pravokotniku doloˇcili ˇse tretjo dimenzijo -
sko napravo. Cˇ eprav je tiskalnik statiˇcna naprava uporablja viˇsino, ter dobili kvader. V sredini kvadra smo izrezali od-
ˇstevilne aktuatorje gibanja. Ti skrbijo za premikanje izti- prtino kvadratne oblike, namenjeno tiskanemu vezju. Na
skalne ˇsobe, ki iztiska predhodno utekoˇcinjen filament. Ute- koncu smo dodali ˇse nosilce za LED diode, nosilec za 9V ba-
koˇcinja ga reguliran grelec, ki poleg grelne mizice predstavlja terijo, ter luknjo za stikalo. Konˇcnemu modelu smo doloˇcili
osnovo za kakovostno izdelano ogrodje. Iztiskalno ˇsobo po- ˇse dimenzije ter model shranili v datoteko *.STL. Bistveno
ganja dodatni elektriˇcni motor. Sˇoba predstavlja izmed vseh pri naˇcrtovanju 3D modela je, da se drˇzimo nekaj osnovnih
gradnikov najobˇcutljivejˇsi del. napotkov, ki pripomorejo k boljˇsemu konˇcnemu izdelku, tj.:
Koraˇcni motorji opravljajo dve funkciji. Poleg premikanja • dimenzije konˇcnega izdelka morajo biti v skladu z razse-
ˇsobe skrbijo tudi za merjenje poloˇzaja, kar je glavna znaˇcil- ˇznostjo naˇsega 3D tiskalnika,
nost koraˇcnih motorjev. Zaradi tega jih odlikuje enostavna
uporaba, vendar po drugi strani omejuje visok vrtilni mo- • izogibamo se konstrukciji mostiˇckov, tj. delov, kjer bi
ment in visoka vrtilna frekvenca. V kolikor motor doseˇze naˇsa ekstruderska ˇsoba filament vlekla po zraku in ne
katero ob obeh lastnosti, pride do izpada iz koraka, kar pre- po prejˇsnjem sloju,
pozna elektronsko vezje in gibanje ustavi.
• ˇce bo naˇs model imel izvrtine (luknje), morajo biti
3. IZDELAVA OGRODJA ROBOTA dimenzije na modelu veˇcje od dejanskih, sicer jih mo-
ramo povrtavati,
Za 3D tisk smo se odloˇcili, ker ima nekaj prednosti pred
ostalimi metodami izdelave ogrodja robota. Da bi izdelali • izogibamo se pretankim stenam (nizka trdnost), hkrati
uporabno ogrodje, ki zadoˇsˇca naˇsim potrebam, smo se mo- pa tudi nepotrebno debelim (ˇcas tiskanja se zelo po-
rali osredotoˇciti na bistvene lastnosti, ki jih ogrodje mora daljˇsa, porabimo veˇc gradiva).
imeti, tj.:
Datoteko izvozimo v formatu *.STL (Lithography), ki iz-
• trdnost, risan trodimenzialni model zapiˇse kot mnoˇzico trikotnikov.
Datoteka *.STL je namenjena za pretvorbo v tiskalniku razu-
• teˇza, mljivo obliko, G-kodo. G-koda predstavlja numeriˇcni zapis
modela, razumljivega numeriˇcno krmiljenim strojem (angl.
• zahtevnost izdelave, numerical control, krajˇse NC) [3]. Pretvorbo opravi preprost
program Slic3r, ki vsebuje navodila za:
• ˇcas izdelave.
• premikanje ˇsobe po tiskalni povrˇsini [2],
• uporabo kombinacije koordinat in slojev (angl. layer),
po katerem se premika,
• koliˇcino gradiva, ki se bo uporabil pri tiskanju,
• nastavitve temperature iztiskalne ˇsobe in grelne mi-
zice,
• naˇcin 3D tiskanja, ipd.
StuCoSReC Proceedings of the 2015 2nd Student Computer Science Research Conference 8
Ljubljana, Slovenia, 6 October
