Minäkin ostin 3d-tulostimen
24.8.2025 Tagit: irl viritykset
Tässäkin taloudessa on nyt viimein FDM-muovipursotin. Aiempaan labraan ei oikein olisi mahtunut spatiaalisesti eikä temporaalisesti, niin välttelin hankkimista kutkutuksesta huolimatta. Nyt muuton jälkeen labra on edes vähän isompi ja tuo Prusan juuri julkaistu malli vaikutti aika passelilta tähän aikakauteen. Katsotaanpa, millaista rakennussarjan kokoonpano oli ja mitä pientä nyt on tullut tulostettua.
Prusa Core One julkaistiin jo loppuvuodesta ja tammikuun lopussa sai ennakkotilata eli luopua rahoistaan ja jäädä odottelemaan, että koskahan noita aletaan toimittaa. Alettiin toimittaa muutama kuukausi siitä eespäin, ja tänne tuli vasta toukokuun loppupuolella, kun otin samaan tilaukseen filtterihärvelin styreenimuovien päästöjä varten. Siitä vielä viivästyi askartelu pari viikkoa, kun kokoamisen alkuvaiheissa tuli jotain hämminkiä laakerin kanssa, jonka pitäisi kaiketi liukua pehmeästi eikä rutista. Joku huonotoleranssinen maanantaikappaleko. Prusa toimitti uuden ja muita ongelmia kasaamisessa ei ollutkaan.
Ai Prusa vai
Tulostinmarkkinoilla on tätä nykyä valinnanvaraa ja hinnatkin sellaisissa noloissa sfääreissä, että pienellä säästöllä voisi vähän liioitellen ostaa aikuisen insinöörin taskurahoilla suunnilleen yhden mallin joka sormelle ja vielä jäisi puupennejä tulostusmuoviin. Ison teollisuusmaailman vehkeet ovat yhtä tai useampaa kertaluokkaa kalliimpia, toki toiminnoissakin eroa.
Avaimet käteen -laatuisten harrastevärkkien isoimpia valmistajia ovat eurooppalainen Prusa ja kiinalainen Bambu Lab, joista ensin mainittu sopii allekirjoittaneen elämänkatsomukselle paremmin, vaikka onkin mallistossaan jäänyt joidenkin mielestä vähän ajasta jälkeen. Monia muita vielä enemmän DIY-henkisiä on kasapäin, mutta vaikka siistiä tekkiä onkin, niin oikeasti kaninkolojen määrää pitää vähän rajoittaa ja koitetaan nyt harrastaa printtaamista eikä printteriä.
Värkki on FDM-mallinen eli syö sisäänsä muovinauhaa rullasta ja tursottaa ohutta siimaa, josta rakennettava esine muodostuu kerros kerrokselta. Mekanismi on ns. CoreXY-mallia, eli vähän edistyneempi aiempiin ns. bed slinger -tyyppisiin verrattuna. Printtitilavuutta on maltilliset 250×220×270 millimetriä, josta pisin mitta on valitettavasti korkeussuunnassa. Kaikenlaista tällä silti tekee. Kun laitteessa on ihan suunniteltu koppikin, niin sisälämpötilan saa vakioitua pykälää korkeammalle ja onnistuu erikoisemmatkin muovilaadut sitten kun täytyy valmistaa hassun muotoinen esine kestämään vaikka ulkoilmaa vuosikaudet.
Erinäisiä esineitä
Tulostimia löytyy myös läheltä pääkaupunkiseudun kirjastoista ja parilta kaveriltakin ainakin ennen kuin muuttivat ulkomaille. Kavereiden kautta sain askarreltua mm. putkisovittimia huonoon ilmastointikoneeseen. Onhan se silti niin, että kun on hyvä vasara ihan omalla pöydällä, niin kaikki projektit alkavat näyttää nauloilta. Kunpa nyt vaan jaksaisi keskittyä niiden projektien loppuun saattamiseen.
Jonkinmoista tarpeellista esinettä, kaiken maailman keksintöjä, kiinnostavaa tiedeaskartelua, mallinnustekniikkamuistiinpanoja, printterin väärinkäyttöä, ja muuta siitä väliltä ja ulkopuolelta on kertynyt nyt tekemislistalle jo 180 kappaletta. Aloin keräämään listaa siinä värkin julkistuksen jälkeen perustellakseni, että tarvitseeko nyt tuollaista oikeasti, vaikka tiedettiinhän se jo etukäteen että 3d-tulostin kuuluu tälläisen askartelijan vakiovarustukseen ja nolottaa ettei vielä ole omaa. Yksi syy vältellä tälläisen omistamista on se väistämätön tosiasia, että työkalujen kautta mahdollisuuksien laajentuessa projekteja alkaa entistäkin nopeammin ja kerääntyy pinoon ja eihän sitten saa mitään valmiiksi, kun kimpoilee keskeneräisyydestä toiseen jo muutenkin.
Ekat pursotukset olivat vielä aika tavanomaisia. Seuraavaksi kuitenkin jotain kaiken maailman keksintöjä. Ei tekniikkatutkimusmatkailijaa kiinnosta perusesineet muuten kuin koneen käytön harjoitteluna. Toki tälläinen tarkkuusinstrumentti myös täydentää koko harrastusta, kun työkalukokoelma ovat aina enemmän kuin osiensa summa. Yhdellä työkalulla kun voi tehdä työkaluja toista työkalua varten. Esimerkiksi vaikka porakoneen toistuvaa käyttöä helpottaisi projektikohtainen apupalikka, jolla reiät saa kohdistettua just eikä melkein oikein.
Joku mielihäiriö ajaa askartelemaan näitä esineitä OpenSCADilla. Muuten hyvä, mutta CSG-filosofiassa kaikki on vain tilavuuksia ja mitään käsitettä reunoista ei oikein ole. Reunojen kaikenlaiset pyöristykset ja viisteet (chamfer, fillet, bevel) jäävät yleensä tekemättä, kun ne pitää innovoida geometriana eikä ns. modifiereina. Ulkoreunoissa olisivat lähinnä koristeita, mutta sisäreunoihin ja -nurkkiin olisi parasta laittaa ekstra-ainetta tai niihin kertyy jännitystä ja kohta siinä on halkeama. Toki apukirjastoja on kehitetty mutta silti kohta alan käyttää FreeCADia.
Openscadin sorsakoodi-tiedostoformaatti on tietysti ihan tekstiä. Datat saa omistaa ihan itse eivätkä tallennu pilveen kellumaan, jotenka tein vähäpätöisemmille kertaluontoisille printeille gittirepon. Sai nimekseen muovinen.
Avaimenperä
Ihan ekana tein vain lättänän koeprintin hienosta vihreästä Galaxy Greenistä. On tässä pitänyt ns. ihan kohta nikkaroida hauska ketun mallinen hylly. Otin hyllyn printtimallin (pdf-pinkka valmiiksi tulostettavia sivuja), kasasin sivut takaisin yhdeksi kuvaksi Gimpillä, käänsin reunaviivamaisen rasterikuvan vektorikuvaksi Inkscapella ja lopulta laitoin Openscadiin. Openscadin svg-importti ei tuntunut ihan toimivan kunnolla viivapaksuuden osalta, mutta hyvä tuosta silti tuli:
Pohdiskelin uran täyttämistä jollain vaalean värisellä vahalla, mutta läpinäkyvyysvaloilmiö riittää. Kettumalli ei ole omaa tuotantoa ja kun oli muutenkin niin mitätön edes gittiin, niin tässä vaan tuo openscad-räpellys muistiinpanoksi; svg-viivakuvasta hull ja siitä miinustaen ekstruudattu viivakuva ja vielä yksi läpireikä:
shape = "shape.svg";
difference() {
hull()
linear_extrude(height=2)
scale(1.1)
import(shape, center=true);
union() {
translate([0, 0, 1])
linear_extrude(height=3)
scale(1.0)
import(shape, center=true);
translate([3.5, 23, -1])
cylinder(h=10, r=3, $fn=36);
}
}
Peitelirpake
Uuden työkalun harjoittelu on hyvä aloittaa jostain lähes tarpeettomasta, niin virheillä ei ole juurikaan väliä. Keittiön kaapin kyljestä löytyy joku vesiputkimittariasia ja ahdistaa, että tarkastusluukkua ei ole peitetty mitenkään ja se jotenkin kummassa kerää villakoiran kokoisia pölyklimppejä. Laita nyt sitten tuohon viereen jotain jauhopusseja.
Neliskanttisen reiän reunat on pistosahattu vähän sinne päin, niin printtasin PETG:stä kannen, joka pysyy paikoillaan pienillä taipuisilla koukuilla. Koukkujen sijaan taatusti parempi olisi yksi leveämpi taipuisa lätkä per sivu, mutta koukun geometriasta tuli hauska aivopähkinä ja printterin tarkkuuden testi. Matemaatikkomoodissa ei yleensä kannata suunnitella mitään fyysisen maailman tekniikkaa tai kaivaa vaan itselleen kuoppaa. Openscadissa on niin helppo parametrisoida kaikki, että konffasin huvikseni koukun mallin siten, että se just eikä melkein osuu aukon reunaan paksuus- ja kaarevuusparametreista huolimatta. Sitten olikin helppo hienosäätää koukun mitat passelin näköiseksi.
Parikymmentä senttiä kanttiinsa kun on, niin tästä kannesta tuli hyvä kalibraatio melkein koko tulostustason mittaiselle esineelle. Silmämääräisesti ei onkelmaa.
Pakastimen oven liukukisko
Keittiökalusteisiin integroidun jääkaapin ja pakastimen tekninen ovi ja "koristeovi" ovat eri kappaleet eri saranoilla. Jääkaapissa kiskot ovat asennettuna, pakastinosassa jostain syystä oli tähän muuttaessa pelkästään kiskojen vastakappale eli liukuva osa muttei itse kiskoa. Otin mitat jääkaapin osasta ja askartelin riittävän samanlaisen. Saa näitä kaupastakin n+1 eri mallia, mutta iskipä sopiva motivaatio harjoitella printteriä. PETGistä tein, joustaa sopivasti. Loppupuolella muuttunut suunnitelma sai ruuvireikien reunat menemään vähän syheröksi. Näyttää hirveältä, ei vaikuta toimintaan, jää enimmäkseen piiloon; erinomaista siedätyshoitoa perfektionismin taannuttamiseen.
Amppeliruukkuihin sisälautasia
Aloin kyllästyä veden valumiseen suoraan läpi ruukuista, joiden pohjassa on (itse tehty) reikä tai kolme ylijäämäveden poistamiselle. Eihän kasvien kannata mädäntyä sateesta, mutta toisaalta jos multa on päässyt sinä vuoden ainoana kesäkuumaviikkona yhtään kuivumaan, niin ei siihen oikein tahdo imeytyä vaikka miten kastelukannulla suostuttelee.
Huomasin kaupan parvekeruukuista sellaisen suunnittelukikan, että pohjassa on kyllä aukot, mutta niiden kohdilla on muutaman senttimetrin verran ainetta kohottamaan reikä pohjaa ylemmäksi ikäänkuin lyhyeksi putkenpätkäksi. Näin ruukku ei voi täyttyä vedestä, mutta pohjalle jää kompromissin mittainen vesivarasto, josta multa voi hissukseen kapillaaroida kosteuden itseensä. Tästä inspiroituneena aioin liimata muutaman diy-pohjareiän ympärille vaikka pätkän letkua, mutta saman asianhan ajaa syvä lautanen joka sopii ruukun pohjalle riittävän löysästi, että ylivuotovesi sopii sen ohitse varsinaiselle pohjalle. Lautaselle sitten leca-kevytsoraa, joka on kevyttä ja huokoista eli nielee vettä, ei pohjamulta ehkä heti mätäne.
3D-printti ei aina ole välttämättä täysin vesitiivis ellei parametreja konffaa tarkasti tiiviyttä varten, mutta näistä säiliöistä tuli riittävät aika lailla defaulteilla. Eikä edes tarvitse olla täysin tiivis; pieni tihkuminen ei ole haitaksi, ja multahan sen veden tuosta nielee hetkessä. Nämä printtasin kokeeksi PLA:sta. Se on olevinaan teknisesti heikompaa; katsotaan nyt halkeaako märän mullan painosta noin kymmenen litran amppelisangossa. Ainakaan UV-valo ei pääse haurastuttamaan.
Keittiöjakkaraan leveämmät jalat
Puutarhateema jatkuu. Heikkolaatuinen ja ruostunut metalliputkirunkoinen porrasjakkara jatkaa elämäänsä pienellä puutarhapihalla, mutta uppoaa multaan jos siihen astuu. Otin sen jaloista mitat ja askartelin muutaman sentin leveät tassut, niin paine kohdistuu isommalle pinta-alalle. Nyt ei tarvitse enää kikkailla lankunpätkiä alle.
Nämäkin joustavammasta PETG:stä, tosin vahingosta viisastuu ja sitten kun kaikki ovat haljenneet tuon yhden lailla, niin printtaan kartion malliset tilalle, jotta pohjalevyllä olisi parempi tuki. Kunnon kiinteänä tulostaminenkin varmaan olisi kannattanut, näissä täytettä jotain 50 % kun olen niin nuuka. Ja infill-aineella ei edes liene juurikaan vaikutusta esineen kestävyyteen. Paksummissa reunoissa se vahvuus on.
Panoramajalusta kameraan
Sarjassamme ois kiva tehdä -listalla vuosikausia, sainpa vihdoin aikaiseksi. Joskus oli tarkoitus ottaa oikein monipikselinen kuva isoa printtiä varten, mutta yhtä tärkeää tuon tavoitteen kanssa on ylipäänsä tekniseen kaninkoloon kompastuminen. Nyt sitten isän syntymäpäiväksi sai askarrella.
Kameraa kun tavallisesti pyörittää jalustalla, niin sattuu parallaksiefekti. Kun näkevä havaitsija liikkuu, niin lähempänä ja kauempana olevat kohteet näyttävät liikkuvan kuvassa toisiinsa nähden. Jos taas neulanreikäkameraa kallistaa tarkalleen neulanreiän kohdalta, niin näkyvää liikettä ei tapahdukaan; valonsäteet päällekkäin olevista lähi- ja kaukokohteista ovat kallistuksen jälkeen edelleen triviaalisti päällekkäin. Parallaksin takia monesta pienemmästä valokuvasta koostetusta laajasta tilkkutäkki-panoramakuvasta voi helposti tulla häiriöllinen, kun kahden vierekkäisen kuvan mielestä kohteet ovat eri paikoissa keskenään.
Tätä ilmiötä voi kokeilla helposti paljain silmin. Yksi silmä umpeen ja peukalo käsivarren mitan päähän pystyyn ja katse horisonttiin. Nyt kun päätä pyörittää vasemmalle, niin kauempana näkyvä tausta liikkuu peukkuun nähden vasemmalle. Sama oikealle päin. Tämä siitä syystä, että niskanikamat ovat silmän takana. Hauska harjoitus on pyörittää ja käännellä päätä siten, että peukku ja tausta pysyvät kuvassa paikoillaan.
No, onneksi oikean kameran saa kiinni pohjassaan olevasta ruuvikierteestä tavallisesti vaikka kolmijalkaan, tai tässä tapauksessa hilavitkuttimeen, jolla säädetään tarkasti pyöritysakselit linssin sisälle kohtaan, joka näennäisesti vastaa neulanreikäkameran reikää. Oikea kameran objektiivi sisältää useita linssielementtejä eikä parallaksin nollaamiseen sopivan akselin etsiminen ole ihan suoraviivaista, mutta se löytyy onneksi kokeilemalla. Yksinkertainen temppu on täsmätä lähellä ja kaukana olevat kohteet päällekkäin tai lähekkäin yhteen kuvaan, kääntää kameraa niin pitkälle että samat kohteet vielä näkyvät kuvan toisessa reunassa, ja verrata, että ovatko molemmissa kuvissa yhtä päällekkäin tai lähekkäin. Jos eivät ole, niin kameraa siiretään panoramalaitteessa vähän ja kokeillaan uudestaan. Tämän kun tekee molemmille akseleille, niin sainpa ainakin Huginilla silmämääräisesti hyviä tuloksia.
Kuten näkyy, niin kamera killuu jo aika monen varren varassa. Laitoinkohan kuusi vai kahdeksan kerrosta muovia reunoille ja infill-asetuksiakin aika reippaasti, niin lopullinen versio huojuu selvästi protoprinttiä vähemmän. Kannattaa kameraan silti säätää kaukolaukaisija tai ajastin.
Printtasin tuon hilavitkuttimen lähes sellaisenaan, mutta muokkasin pikakiinnityslevyyn pyöreän reiän tilalle kuusioreiän, johon tuollaisen amerikkaihmemaan kierrestandardin pultin saa sopimaan. Hain Biltemasta kasan pultteja ja mittasin pään tönärillä ja sahasin sopivan mittaiseksi. Kamerajalustakierre on neljännestuuman UNC. Parempi olisi vapaasti pyörivä varsinainen kamerapultti mutta tämä nyt hätäisesti tuli tehtyä. Kiristyy paikoilleen parin millin korkkimatolla kameran ja kiinnityslevyn välissä. Oikeampi ratkaisu olisi tehdä tuosta pikakiinnityslevyn vastinekengästä sellainen, että siihen saa jonkun standardimman jalustan pikakiinnityslevyn suoraan kiinni. Ihan kohta teen.
Muuta sekalaista
Printtasin lamppukuvuksi kokeeksi jonkun eläimen pään, toimii valaistuksellisesti hyvin vain yhden kerroksen paksuudella mutta yksi kerros oli elukan geometrialle huono haaste ja tuli reikiä.
Erään hauskan dyykatun erikoisobjektiivin fittaamiseksi kameraan askartelin parit sovitinlirpakkeet. Tuli hyvä, niistä tarkemmat muistiinpanot myöhemmin "pian".
Juuri äsken vielä tulostelin emännän ompeluharrastukseen jotain jonkun muun suunnittelemia kankaanlirpakkeentaittelutyökaluja. Triviaali homma kun voi painella nappuloita ja masiina jurnuttaa ohjelman menemään, liki yhtä huoleton kuin joku pyykkikone.
CNC-ajatuksia
Tietokoneohjattu jyrsin on 3D-tulostinta vanhempi keksintö harrastehommiin. Molemmat kuitenkin syövät G-koodia ja liikuttelevat työkalupäitä ympäriinsä. Pursopään tilalle tai kaveriksi visioin jo ainakin jotain kynää plotterihommiin ja veistä leikkuuhommiin. Kun toleranssit on aika tarkat niin jotain optiikaleikkimistäkin tällä varmaan voisi tehdä. Kiinalaisen kilpailijan mielestä samaan värkkiin kannattaa integroida 3D-tulostusta ja laserkaiverrusta. Itse vetäisin rajan savua ja työstölastuja tuottavaan hommaan. Joku terävällä piikillä naarmutteleminen ehkä vielä menisi.
Kun printtikammio on lämpötilaohjattu, niin varmaan hapanjuuritaikinan optimaalinen kohotuskin onnistuu ongelmitta. Printtitilavuus on vajaat 15 litraa, ei onkelmaa. Jotkut kuivattavat ilmankosteutta ryystäneitä filamenttikelojaan uunissa; varmaan sekin onnistuu tuolla värkin sisällä jos ei hetkeen aio tulostaa mitään.
Kasaamisesta
En pitänyt tilastoja printterin rakentamisen kestosta. Muistiinpanoista kuitenkin nähdään selvästi, että postitoimituksesta ekaan printtiin 16 päivää josta 12 päivää varaosan odottamista.
Ohjeet aika hyvää ikea-tasoa, että onnistuisi hölmömmältäkin. Joissain kohdissa tälläinen tarkempi hölmö sai vähän ahdistua, että hei näiden osien varmaan pitäisi olla tosi tarkasti yhdensuuntaiset ja kannattaisko ohjeen mainita, että ruuvit voisi kaikki kiristää esijännittämällä osat tietyllä tavalla tms. No just ennen vetojärjestelmän hihnojen asentamista kelkka ainakin liikkuu x- ja y-suunnassa sulavasti. Hauskaakin kokoaminen oli; riippuu varmaan ihmistyypistä, vaatii tälläisen joka kokee legot ja ikeakaapistot yms. mahdollisimman rentouttavaksi touhuksi.
ABS:ää ja ASAa varten ostin tuohon tosiaan tuuletusaukkoon suodattimen. Nyt sitten en vielä kehdannut asentaa sitä, kun erikoisempia muoveja ei vielä ole hyllyllä ja suodatinhan suodattaa kaikkea muutakin kuin muovin päästöjä, ellei sitä printteriä aja ns. tyhjiössä. Voisikin ensin asentaa ihan tavallisen ilmansuodattimen printterin viereen syömään tavalliset pölyt, niin printterin erikoissuodatinta ei tarvinne sitten vaihtaa ihan niin usein. Ehkä askartelen.
Surinaa ja töminää
Tulostettavat 3D-mallit yleensä siivutetaan kerroksiksi, jotka (tämän printterimallin tapauksessa) rakennetaan päällekkäin sulattamalla ohutta siimaa sinne, missä siivun kohdalla on digimallissa ainetta. Muovia sulattava suutin eli pursotuspää ("extruder") liikkuu moottorien voimalla ja aina välillä eri vauhtia asetuksista ja esineen geometriasta riippuen. Valitettavasti tässä printterissä on joku aika voimakas n. 250 hertsin resonanssimoodi, joka erottuu n. 80 mm/s vauhtia liikkuessa. Hassusti juuri tuo vauhti oli siivutussoftaan eli Prusasliceriin konffattu tietylle profiilille, eli joskus kun osien tiettyjä reunoja printataan niin koko härveli pärisee kuin energiajuomaan upotettuna, ellei asetuksia ole itse säätänyt paremmiksi. Joillain käyttäjillä tätä käy voimakkaammin kuin toisilla. Varmaan riippuu askelmoottorien toleranssien toteutumisesta.
Selvittelin surinaa ihan kunnolla ja sain vain arvauksia siitä, että mikähän tuolla pahiten heiluu. Syytän hihnapyöriä tai pursottimen rattaita pärinän laadusta päätellen; kuulostaa suunnilleen pöydällä aggressiivisesti pyörivältä kolikolta. Hihnapyörien ja niitä pitelevien ruuvien välille suosittelisin tarkempaa mekaanista sovitetta.
Mekaanisilla liikkuvilla järjestelmillä nyt vaan tuppaa olemaan resonanssia jollain taajuuksilla, eli ei se sinänsä ole vika. Harmi kuitenkin, että surina on tavanomaisen liikkeen alueella eikä esim. mahdottoman hitaalla tai suurella nopeudella. No, tuo 80 mm/s vauhti ei enää ole slicerin oletusasetuksissa, kehittäjät kaiketi huomasivat vihdoin itsekin tämän käyttäjiä viikkokausia vaivanneen ongelman. Itse en kuitenkaan havainnut tuon nimenomaisen resonanssin vaikuttavan printtilaatuun mitenkään; se vain aiheutti voimakasta melua.
Toisenlaista epätoivottua melua vielä tulee säännöllisen epäsäännöllisesti. Pursovärkki on kaksikerroksisen kodin yläkerrassa, ja suoraan alapuolelle ei kuulu oikeastaan mitään paitsi hassua töminää aina kun tulostuspää vaihtaa nopeasti suuntaa, eli joku nopeuden derivaatta kokee voimakkaan epäjatkuvuuskohdan. Nyt parinkymmenen kilon laite istuu parinkymmenen kilon betonilaatan päällä, joka on sentin paksun kumimaton päällä, joka taas jämäkällä pöydällä. Pitää vielä viitsiä kokeilla maton tilalle pienemmät kumipalat nurkkiin, josko jyskyttävät kiihtyvyydet eristäytyisivät sitten paremmin. Korkeampia taajuuksia kumimatto kyllä eristää kiitettävästi.
0 kommenttia
Oma kommenttisi
Mielipide tämän sivun asiasta? Kirjoita toki. Älä raapusta kuitenkaan ihan asiattomia juttuja.
Jos on yksityisempää asiaa, tarkkaa kysyttävää tai aihetta pidemmälle keskustelulle, käytä yhteydenottolomaketta kommentoinnin sijaan.
Hölmöt kommentit saatetaan moderoida pois jälkikäteen.