LINUX.ORG.RU

Трехмерная печать в GNU/Linux

 ,


5

5

Привет, ЛОР.

Так получилось, что я давно сюда ничего не писал, и уже начал немного скучать. Давай я расскажу тебе про свой 3d принтер.

На скриншоте запечатлен процесс изготовления пластиковой детали, состоящий из разработки трехмерной модели, преобразования модели в G-code и печати на 3d принтере.

Модель спроектирована во FreeCAD 0.16. Несколько лет назад FreeCAD у меня глючил, сегфолтился и не работал. Но в последней версии разработчики существенно подтянули стабильность, ну или я просто научился нормально его собирать в своей gentoo. Сейчас это вполне годная (и единственная?) свободная трехмерная САПР в GNU/Linux. Осваивал его по серии видеоуроков на youtube.

После создания модели её нужно преобразовать в G-code. Для этого существует ряд свободных и коммерческих программ, которые называются 3D printer slicing application, или просто слайсеры. Я использую Slic3r. Преобразование модели в G-code — это самый ответственный и сложный этап. Часть работы софт делает автоматически, но пользователю нужно самостоятельно подобрать ряд таких параметров, как скорость печати различных частей детали (внешних границ, заполнения, «мостов», верха, низа и т.д.), температуры сопла и стола, толщины слоев и т.д. От этих параметров зависит качество и время печати. Неправильно подобранные параметры могут привести к отклеиванию от стола, расслаиванию, расплавлению, ну или просто кривизне детали. В интернете есть множество дельных рекомендаций на этот счет, но все равно для качественной и относительно быстрой печати приходится подбирать эти параметры опытным путем для каждого бюджетного 3d принтера (не для конкретной модели, а для конкретного экземпляра с его перекосами, сделанными при сборке, криво выточенными китайскими осями и подшипниками, погрешностями термопар, которые делают обратную связь от нагревателей, красителя в пластике и т.п.).

Когда у вас есть готовый G-code, его нужно отправить на принтер. Сделать это можно массой способов, например, можно сохранить его в текстовый файл на sd карту и вставить её в принтер, или подключиться к принтеру через minicom и вбить команды через терминал. Я использую для этого хост из OctoPrint на raspberry pi. OctoPrint — это приложение с веб-интерфейсом, через который можно управлять принтером, следить за процессом печати через веб-камеру и визуализатор G-code'а. Еще у OctoPrint есть REST API, с которым умеет работать Slic3r, куча плагинов и возможность удобной интеграции своих скриптов в веб-интерфейс.

Сам принтер называется Anet A6 и представляет собой китайскую модификацию свободного принтера Prusa i3. Обошелся мне в 14к руб. с доставкой из Китая. По сути это простой ЧПУ станок с экструдером. Как и все 3d-принтеры из его ценового сегмента (до ~$500), он не умеет работать по принципу магического ящика, которому на входе дают пластик и модель, а на выходе получают деталь. С ним нужно разбираться. В нем нет защиты от дурака, а подготовленный человек вполне сможет буквально разломать его на части, имея лишь доступ к последовательной шине передачи данных. Но в этой простоте есть свои плюсы в виде широких возможностей модификации. Почти каждый владелец дешевого китайского 3d принтера рано или поздно начинает печатать на нем свой 3d принтер. Плата управления сделана на базе ATmega1284 и CH340. Для нее в данный момент есть две свободные альтернативные прошивки.

Сейчас я добился относительно приемлемого качества печати со средней скоростью до 100 мм/с. С большей скоростью акриловая рама начинает раскачиваться так, что печатать уже невозможно. На скриншоте печатается пинхол для байонета К со средней скоростью 30 мм/с. Печать шла около двух часов, вот так выглядит финальный результат. Можно было бы и лучше, но я плохо откалибровал стол перед печатью и получилось так, как получилось. Вот несколько фото, снятых на эту поделку: 1 2 3. А вот для сравнения резьба М39, которую я напечатал за 1.5 часа с нормально откалиброванным столом и правильно подобранными параметрами для пластика. Она идеально накручивается.

В целом, качество печати обратно пропорционально скорости печати. Скорее всего, я даже смогу на своем кривом дешевом принтере напечатать заднюю крышку смартфона, внешне неотличимую от качественного заводского литья/штамповки. Только одна печать при этом займет больше суток. И тут мы подходим к самой главной проблеме: я боюсь надолго оставлять работающий принтер без присмотра. Нагреватель в экструдере вполне может расплавить алюминиевый подшипник. В принципе, такого не должно произойти, т.к. в прошивке есть защита от перегрева и аварийное отключение при выходе термопары из строя. Но даже, если бы эту прошивку писал я сам, и был бы на 100% в ней уверен, управляющую плату, контроллер и прочие компоненты на плате делал всё равно не я. И я в любом случае могу только верить или не верить в надежность и безглючность платы, но не могу ничего гарантировать. Расплавленный подшипник я увидел на фото на одном из форумов по 3d печати. В гугле можно найти еще много фотографий, которые наводят на размышления. И если даже принтер не сгорит, всё равно нужно следить, чтобы деталь не развалилась и не отклеилась в процессе печати, а вероятность этого велика даже на топовых принтерах, особенно если ты в первый раз печатаешь что-то сложнее кирпича. После нескольких проб и ошибок, конечно, можно подобрать оптимальные параметры в слайсере для конкретной детали и запустить серийное производство.

А так подробно я расписал предыдущие три абзаца, потому что после покупки принтера часто слышу вопросы вроде: «Почему печать детали весом в 100 г. стоит в конторе n*x руб., если 100 г. пластика стоят x руб.?», — где n>1. Пластик — это ничто по сравнению с трудом, который нужно вложить в подготовку детали к печати, даже если у вас есть готовая модель, и в обучение 3d печати в целом. Но все равно, трехмерная печать — это безумно круто, за ней будущее, и GNU/Linux готов к этому будущему уже сейчас.

>>> Просмотр (3200x900, 1164 Kb)

Deleted

Проверено: JB ()

Ответ на: комментарий от aureliano15

Немного не в тему, но: я учился на строителя-конструктора. Автокад - стандарт, но у меня был выбор между компас3Д и им. Я освоил компас и после этого логика черчения в автокаде от меня упорно ускользала.

Любые CAD'ы, кроме автокада ни разу не альтернатива, потому что требуется полная совместимость форматов сохранения. Если в текстовом документе можно взять и стилями за 10 минут поправить поехавшие абзацы, то поехавший текст и линии проще перерисовать заново. Уехало 30% чертежа - считай всё делать заново.

С другой стороны, задал как то провокационный вопрос одному преподавателю насчёт freecad или qcad. Он потыкался минут 5 и сказал: «Вроде всё на месте, в принципе чертить можно»

kirill_rrr ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от kirill_rrr

Любые CAD'ы, кроме автокада ни разу не альтернатива

Спасибо за информацию.

aureliano15 ()
Ответ на: комментарий от aureliano15

Ну, с другой стороны, если какая то условная организация использует чертежи только внутри себя, от создания до мусорной корзины, то выбрать можно что угодно. Например в моём институте был сильно распостранён компас3Д, да и по городу некоторые строители его используют. Короче вопрос переносимости форматов.

kirill_rrr ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от kirill_rrr

вопрос переносимости форматов

Понял. Формат нужен общепринятый, а значит замены автокаду нет, несмотря на то, что практически все поддерживают dxf. Ещё раз спасибо.

aureliano15 ()

Кстати, а как часто печатаешь и что именно? Насколько оно вообще оправдано в качестве бытового инструмента (этакий рубанок на стероидах :) в хозяйстве, а не модной игрушки?

zabbal ()
Ответ на: комментарий от kirill_rrr

И еще вопрос: как организованы провода на столе? Ибо сама малинка то маленькая, но из нее проводов дофига торчит. Как ты их организовал на столе чтобы не мешали?

BceM_IIpuBeT ★★ ()
Ответ на: комментарий от zabbal

С января 2017 в каталоге с g-code накопилось 73 файла, все они хотя бы раз отправлялись на печать.

Печатаю корпуса для своих электронных поделок, всякие органайзеры для проводов и подставки типа таких: https://files.somestuff.org.ru/FOTO7475.JPG (оно не кривое, это геометрические искажения от оптики), крышки и переходники для объективов. Вот экспериментировал с фломастерами, приделанными к экструдеру через напечатанное крепление: https://files.somestuff.org.ru/20170226_162515-1.jpg. А вот рокринг для велика вместо большой звезды, который к моему удивлению не развалился за 2 месяца: https://files.somestuff.org.ru/20170313_123610.jpg. Еще делаю всякую пластиковую фурнитуру на замену сломанной, и это получается дешевле и быстрее чем покупать. Как-то раз напечатал сотню крючков для штор.

Еще есть идея собрать на даче печь из глины и пылесоса, которая сможет расплавить алюминий. Печатать детали, заливать их гипсом, делать из него формы и лить в них металл.

Если тебе нужно делать изделия из пластика — оно оправдано. Если нет, то нет. В этом плане такой же принцип, как и с любым инструментом.

Deleted ()
Ответ на: комментарий от RedEyedMan4

Это дорого и не для квартиры. Можно печатать пластиком заготовки для литья.

Deleted ()
Ответ на: комментарий от Deleted

О, тоже ноутбучные банки 18600 заряжаешь? :)

Если тебе нужно делать изделия из пластика

Потому и спрашиваю, что сложно прикинуть, насколько часто оно может быть нужно. В отсутствии инструмента подсознательно даже не учитываешь, что можно сделать с его помощью. Ту же подставку под парильные жидкости, например, я бы сделал из дерева или вообще из картона например.

zabbal ()
Ответ на: комментарий от zabbal

О, тоже ноутбучные банки 18600 заряжаешь? :)

Нет, это не ноутбучные, это вейперские банки 18650.

В отсутствии инструмента подсознательно даже не учитываешь, что можно сделать с его помощью.

Если погулять по просторам интернета, отталкиваясь от ссылки: https://www.google.ru/search?q=models for 3d printer, можно найти много интересных идей для печати.

Deleted ()
Ответ на: комментарий от RedEyedMan4

Тот, кому ее негде больше ставить.

Deleted ()
Ответ на: комментарий от batya

возможно ли распечатать работающий пистолет на 3D-принтере?

Да, и печатали уже. Выдерживает один выстрел обычно.

mandala ★★★★ ()
Ответ на: комментарий от batya

Смотря для каких целей. Для выполнения инструкции с гитхаба этого вполне достаточно.

te111011010 ()

Это безумно крутое 3д будущее не имеет совершенно никакого применения в обычном доме, и причины этому были описаны вами в статье, это скорость, непрерывный надзор и безумное количество разнообразных мелких сложностей, в серийном производстве оно тоже неприменимо по тем же самым причинам. Единственная область для чего оно идеально подходит это прототипирование, макетирование и создание единичных экземпляров, там где дороже и дольше заказывать и ждать доставки из китая сломавшейся маленькой пластмассовой детальки. И надежды на то что любая необходимая вещь в доме просто будет печататься это просто несбыточные мечты которые разбиваются о реальные недостатки такого метода создания материальных объектов.

mm3 ★★★ ()
Ответ на: комментарий от mm3

Ещё это должен быть отличный тренажёр специалиста по 3д-печати. Я по этой теме вижу много сложных технических вопросов, которые наверняка так или иначе будут решены со временем.

kirill_rrr ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от mm3

Ну я же его применяю в обычном доме, превозмогая все сложности. Большинство сложностей возникают из-за низкой жесткости и высокой кривизны конструктора системы «собери 3d принтер за $200 из дешевых шаговиков, мебельных шпилек, нагревателя от паяльника и порезанного лазером листа акрила/фанеры».

Сейчас люди определяться с оптимальной конструкцией для принтера, китайские товарищи сделают оборудование и запустят сборочные линии, и будут у нас жесткие принтеры, которые быстро и качественно печатают из коробки с дефолтными настройками слайсера.

Deleted ()
Ответ на: комментарий от Deleted

китайские товарищи уже лет пять как клепают клоны пруси, а так же других популярных решений на любой вкус и кошелёк, но это всё равно не избавит от основных недостатков технологии, а именно скорости, необходимости контролировать бездушного робота и других мелких проблем, причём каждый раз разных, а так же ничего не поделать с ограничениями на используемые материалы и тем более никак не расширить области применения дальше игрушек, моделек и мелких деталек.

mm3 ★★★ ()
Ответ на: комментарий от mm3

А чем не устраивает область применения для игрушек, моделек и мелких деталек? Куда нужно эту область применения расширять?

Deleted ()
Ответ на: комментарий от mm3

можно просто приобрести фрезерный CNC станок и всё станет на свои места…

kitar ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от Deleted

Но FDM реально сильно нишевой продукт, вот SLA бы разжиться, да боингиим делать, сразу с пассажирами печатать...

Deleted ()

На работе скинулись на prusa i4. Я правда пока мало печатаю.

Сейчас понемногу осваиваю openscad. Лично мне намного ближе его подход к 3Д проектированию.

Своебразный бейсик с С-подобным синтаксисом и примитивами типа сферы/кубы/цилиндры и преобразованиями/перемещениями и объединениями/пересечениями/разностями всего это.

Можно писать функкции параметризованные фигуры. Как то так.

deadskif ()
Ответ на: комментарий от atsym

Не, всё замечательно, брэндовые системы проектирования с многолетней историей и крутыми инвесторами. Проблема в том, что обычно тебе приносят файл автокада № 2***, а ты должен его прочитать, отредактировать, распечатать, сохранить и после этого он должен прочитаться на в автокаде. Всё должно быть абсолютно точно, от первой стрелочки до последней буковки. Так что альтернатива автокаду это только автокад той же версии, а вопрос был именно про это.

kirill_rrr ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от kirill_rrr

файл автокада № 2***

OMG 2.0

Проблема в том, что обычно тебе приносят

Кто приносит? Если ты работаешь на предприятии на котором используют легально AutoCAD — подобных вопросов не возникает; если же ты не работаешь на этом предприятии — то кто и зачем тебе приносит файлы являющиеся технологической документацией предприятия, к которому ты не имеешь никакого отношения? Или ты курсаки для студентов мехфака/стройфака клепаешь?

atsym ★★★★★ ()
Последнее исправление: atsym (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от atsym

Не буду читать англоязычную википедию. Не важно, что там про форматы написано. На практике о существовании dxf знает 5% пользователей автокада, все сохраняют в dwg. И за время учёбы у меня накопилось много опыта перечерчивания криво открытых .dwg, так что хвалёная «полная поддержка импорта/экспорта в автокад» как не работала в 2008 году, также не работала и в 2015.

Отсюда выводы: Чертишь для себя - черти в том, где кнопочки больше нравятся. Если работаешь в фирме, где все чертят в $CADNAME, черти в $CADNAME. Если надо обмениваться чертежами с совершенно незнакомыми людьми - ставь автокад.

kirill_rrr ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от kirill_rrr

Если надо обмениваться чертежами с совершенно незнакомыми людьми - ставь автокад.

Я бы не рискнул обмениваться важними для меня чертежами с совершенно незнакомыми людьми.

И на мой вопрос ты так и не ответил: работаешь в типографии или все еще студент?

Не буду читать англоязычную википедию. Не важно, что там про форматы написано.

2 или 3 курс? Что за ПТУ там у тебя?

На практике о существовании dxf знает 5% пользователей автокада, все сохраняют в dwg.

Ты уверен что твой ПТУ дает подноценную картину в отрасли промышленных САПР'ов?

И за время учёбы у меня накопилось много опыта перечерчивания криво открытых .dwg

Чертежи надо делать самому, а не скачивать непонятно откуда.

atsym ★★★★★ ()
Последнее исправление: atsym (всего исправлений: 6)
Ответ на: комментарий от atsym

Чертежи надо делать самому, а не скачивать непонятно откуда.

Не, с вашей идеальной вселенной я не знаком. Студенты копипастили, копипастят и будут копипастить, и никакие понты учебного заведения этого не изменят.

2 или 3 курс? Что за ПТУ там у тебя?

ВнутриМКАД головного мозга? Писал же, строитель-конструктор. Это такая инжинерная специальность, если что.

подноценную картину в отрасли промышленных САПР'ов?

см. пункт выше. Разумеется не даёт! В каждой отрасли свои САПРы, со строительными я знаком, а с машиностроительными или авиамодельными нет.

kirill_rrr ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от atsym

Я бы не рискнул обмениваться важними для меня чертежами с совершенно незнакомыми людьми.

«Пойди туда, найди там Иванова И.И, и обсуди с ним, какие колоннны стравить на третьем ряду» это такая шаблонная ситуация обмена важными чертежами с незнакомым человеком. Крупные проекты по умолчанию делаются толпой людей.

А после учёбы мне довелось посмотреть на работу лицензированной проектной организации, которая готовит проекты для утверждения разрешений на строительтво. Думаете там стоит вопрос выбора САПР? Нет, всё уже выбрано за них. Кого то это волнует? Нет. При внесении десятой поправки в проект, его перечерчивают? Внезапно, нет!

kirill_rrr ★★★★★ ()
Последнее исправление: kirill_rrr (всего исправлений: 1)

Оооо в Slic3r последний раз когда я в него лазил, такой красоты не было.

DR_SL ★★★★ ()

А вот для сравнения резьба М39

Круто, никогда бы не подумал, что можно такую хорошую резьбу на бытовом 3D-принтере напечатать. Какова толщина слоя? Какую минимальную резьбу можно напечатать?

CYB3R ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от CYB3R

Слой 0.1 мм, диаметр сопла 0.4 мм. Наверное, если поставить сопло потоньше, можно будет напечатать что-нибудь в районе М8-М12. Но это просто предположение, я не проверял.

Вот g-code той крышки для объектива: https://files.1679.info/m39_lens_cap.gcode, там в конце файла комментарии со всеми параметрами печати.

Deleted ()
Вы не можете добавлять комментарии в эту тему. Тема перемещена в архив.