Лига 3D-принтеров

Сажусь в Autodesk Inventor, рисую зажимное кольцо, почти на глаз, сняв только основные размеры. Делаю внизу "ласточкин хвост" и вверху зажимы под болт.

Первая версия на сетевую болгарку не налазит -- не учёл узкий зазор между кольцом редуктора и его фланцем. Зато налазит на аккумуляторную, она явно новее и спроектирована более грамотно.

Уменьшаю ширину части кольца с 10мм до 8мм, заодно добавляю изнутри ответный выступ, который ляжет в паз и предотвратит движение кольца относительно болгарки. Ну и отверстия под болты редуктора передвинул, а то не с первого раза попадали. На второй попали. Как видно, ближайшая к нам стенка заметно похудела. Вторую версию кольца печатал с заполнением 100%, а то в первой забыл, да и смысла не было зря пластик тратить.

Это кольцо сразу село, как влитое, и даже в не затянутом состоянии практически не люфтило. Приятно!

Изначально я планировал делать каретку из двух частей -- кольцо и, собственно, сама каретка. Но чуть подумав решил, что хочу уменьшать заглубление диска для первичной подрезки. Так деталей стало три.

Вторая деталь -- подошва болгарки -- рождалась в муках, претерпев несколько версий.

Сперва я не угадал расположение отверстия, которым собирался дополнительно крепить подошву к редуктору болтом М8 (первоначальный вариант подошвы, см. 1 фото в карусели). Затем у меня стало меньше пластика и картонная катушка стала заедать на квадратной оси принтера -- из-за этого иногда начиналась печать "по воздуху" (см. 2 фото в карусели). На эту задачу пришлось пожертвовать 4 подшипника 608RS и собрать роликовую подставку. Катушка стала крутиться гладко-масляно, всем рекомендую, если ещё пользуетесь неподвижной осью и картонными катушками (см. 3 фото в карусели). На двух последних скриншотах показал два ракурса финальной версии -- видно крепление типа "ласточкин хвост", отверстие для фиксации болтом и посадочные места под подшипники.

Наконец, спустя сколько то мучений, я сделал, собственно, саму каретку. Идея была в том, чтобы каретка ехала на подшипниках по горизонтальному плечу уголка. В этот раз решил вертикальное плечо оставить без подшипников, посмотрим в деле, какое будет трение.

На первом месте скриншот из инвентора -- он кажется мне самым наглядным.

Затем вид на каретку в процессе печати (фото 2), там хорошо видна 1.2мм-щель под уголок -- села очень туго из-за усадки ASA, но ездит легко, приятно и без люфтов. Длинное прямоугольное отверстие -- под режущий диск и большое кривое отверстие под подошву.

На третьем фото эта же деталь в напечатанном виде. Гораздо менее наглядно, чем в инвенторе. В процессе печати у меня закончился 3D-клей и я открыл для себя аэрозольный лак для волос. Это восторг, ASA отлично прилипает и отлично отделяется.

Четвёртое и пятое фото -- наконец-то, всё в сборе. Можно видеть спереди риску, обозначающую расположение пропила. Она сдвинута на 2мм от реального положения диска, но я уже не стану сейчас это перепечатывать.

На шестом фото видим подошву в поднятом состоянии -- осталось сделать подпорку для фиксации высоты, для чего в задней части каретки предусмотрен паз. Вот что мне стоило сделать по человечески, в виде кольца на оси вращения, как это делается на существующих инструментах?

На седьмом фото вид снизу: пузико и можно наблюдать установленные подшипники и торчащий сбоку болт М8. Просто заказал всего 4 коротких болта, кто ж знал, что они такие классные! Ну да ладно, вроде мешать не должно.

Ещё считаю важным отметить, что левая часть, которая ездит по горизонтальному плечу уголка, поднята на 1мм и печаталась на поддержках (легко отделилась), подшипники выступают за пределы корпуса тоже на 1мм. Подшипники слева на 1мм выше подшипников справа.

Наконец, хотелось бы отметить матрас, на фоне которого сделана часть фотографий.

Это мой личный эксперимент из серии "как же они делают матрасы". Для него было куплено два листа ППУ толщиной 40мм и плотностью 25 кг/м3. Между ними будет размещена кокосовая койра 10мм -- процесс ещё не завершён. Чехол мне сшила замечательная девушка, дай ей Бог здоровья, её мужу и всей семье. Слои матраса предстоит клеить -- подумываю напечатать колпачок-гребёнку для нанесения клея сеточкой, но я ещё не вскрывал бутылку и не знаю, какой вязкости он будет. В любом случае, понаблюдаем, может потребуется встроить ещё штуцер для поднятия давления воздуха внутри бутылки с клеем.

Теперь осталось только испытать, как это будет резать. Я не делал регулировку развала и схождения, и если на развал мне, по большому счёту, наплевать, то неправильное схождение может привести к закусыванию диска или к разлому каретки. Понаблюдаем, возможно, я изменю этот узел.

Фотографии реза добавлю в комментарии после, собственно, эксперимента. В комнате я это резать не хочу, поэтому придётся тащить всё на улицу.

Да, предвижу вопрос, почему я просто не заказал раскрой шести прямоугольных деталей при покупке ЛДСП.

Скажем так, мне давно было интересно собрать линейный узел в том или ином его виде.

Даже без станочной жёсткости, я вижу в этом потенциал для некоторых интересных самоделок.

Всем бобра, а кто хорошо себя вёл, тем ещё и капибару, налоговый вычет, успешных печатей и крепких нервов!

P.S.: Стоит ли добавлять пост про кровать, когда её сделаю? Вроде как там простейшая, топорная работа, но может кому-то именно простое и надо?

апдейт 2 я поигрался с z ofsettom извините за инглиш но ситуация улучшилась не координанльно но все же улучшилась

Но для 7-летнего ребёнка, который первый раз в жизни видит 3D-пространство, такой редактор — способ начать моделировать в виртуальных мирах.

Я преподаю инженерку и 3D моделирование у начальных классов (1–4 класс). Когда Autodesk разом заблокировал Tinkercad в России, в школьных кружках началась паника. Были варианты пересадить детей на FreeCAD или Компас-3D, но дать 8-летнему ребенку такой интерфейс — это гарантированный способ отбить у него желание заниматься навсегда.

Так мы с приятелем-разработчиком решили собрать свой браузерный редактор — kidCAD.

Почему не взяли готовый FreeCAD / Blender / OpenSCAD/ Компас?

• OpenSCAD требует знания кода — первоклассник еще по-русски с ошибками пишет.

• Blender — инструмент для 3D-художников со сложнейшей горячей раскладкой клавиш.

• FreeCAD/ Компас — имеет специфический UX(супер неудобный имхо)

Обычно CAD-инженеры считают, что ребёнка надо сразу сажать за суровый взрослый САПР, «чтобы потом не переучивался». Я честно искал адекватные отечественные аналоги для началки — их просто нет. Всё, что есть на рынке, — это настоящие инженерные системы.

// дада, я задавался вопросом, может оно и не надо таким малышам, НО, мы делаем разные инженерные проекты с детьми, и почти всегда что-то печатаем на 3д принтере, и всегда они с радостью и с рвением моделируют

Что самое важное то: детям в возрасте 7 - 9 лет не нужна параметрическая инженерия. Им нужно пространственное мышление: понять оцифровку трех осей, научиться масштабировать формы и комбинировать их (объединять куб с конусом, чтобы получить крышу).

Часть 1. Мешок фейлов

Но, перед тем как прийти к идее своего редактора, у меня была куча идей как "автоматизировать обучение в тинкеркаде".
О дааа, ресурсы в никуда!

Идея первая: Ассистент в мессенджере

• Логика: Я говорю: «Давай сделаем бота в мессенджере, ребёнок пишет в чат, бот подсказывает шаги!».

• Реальность: Понял, принял. Ребенок тупо забивал на общение в чате. Ему нужен виртуальный конструктор с кубиками, а не текстовый чат. Идея просуществовала месяц, пока мессенджер полностью не заблокировали)

Идея вторая: Виджет-приложение поверх Tinkercad.

• Логика: Зачем думать и писать свой 3D-движок? Сделаем виджет для браузера, который висит прямо поверх веб-версии Tinkercad и отслеживает действия ученика. Идея на миллион.

• Реальность: Головная боль в квадрате. Поверх чужого сайта делать свои надстройки — это адский геморрой. Всё сползает, не ловит клики пользователя, лагает и бесит.

Идея третья: Десктопная Electron обёртка с вшитым обходом.

• Логика: Tinkercad не открывается из России? Не беда, завернём его в десктопное приложение с обходом внутри! Мы не нарушаем никакие законы — Autodesk просто заблокировал доступ без каких-либо комментариев.

• Реальность: Когда я увидел, в какое чудовище из костылей превращается эта система, мне стало банально плохо. Ребёнок запускает программу, а там попутно еще 3 программы параллельно. Смех.

Часть 2. Техническая часть "нормальной" разработки

Стало понятно: велосипед изобретать не нужно, в опенсорсе есть нормальные решения под свободными лицензиями.

Для работы с 3D-графикой в браузере взяли Three.js: сцена, камера, свет, то, что ребёнок видит на экране. А для геометрии Manifold: булевы операции, чтобы формы можно было объединять и вырезать друг из друга без каши из дыр и зависаний. Нормальное твёрдое тело, которое потом можно утащить в STL под печать.

Архитектурно получилось так: сайт с кабинетами, уроками и облаком проектов — отдельно; сам 3D-редактор — отдельное приложение, которое открывается прямо в браузере. Ученик зашёл по ссылке и работает. Сохранение в облако, роли «ученик / учитель», классы — всё это уже платформа вокруг редактора.

Я отвечал за логику, интерфейс и педагогические сценарии: где кнопка должна быть большой, где нельзя мешанину.

Нейросети помогали с багами, генерили заготовки под нестандартные фичи и подсказывали, как так оптимизировать рендер, чтобы браузер не умер на стареньком школьном ноутбуке.

Шаг за шагом, месяц ночных сидений у мониторов после работы, редактор ожил.

Часть 3. Как заставить ребёнка работать самостоятельно: Механика «Фантомов»

Идею того, что ребенок может самостоятельно работать в 3D редакторе я никуда не отбрасывал. А наоборот, грезил ею

Любой мануал в школах 3д моделирования или программирования такой:

• ученик, повтори с доски и успокойся. Все обычно показывают текстовые ТЗ или картинку на доске. Это не мой вариант.

Мы внедрили механику фантомов. В обучающих модулях на рабочей сетке отображается полупрозрачная «тень» (фантом) той детали, которую нужно поставить.

Перед тем, как что то строить, сначала идет целый методический блок о том, что и так мы строим, подсвечиваются кнопки, что мы будем использовать, показывается части модели ( а не вся разом).

Часть 4. Что есть сейчас, результаты и куда мы летим

На сегодняшний день у нас готов полноценный рабочий веб-редактор.

Что уже работает:

• Редактор эскизов: нарисовал замкнутый контур — выдавил в твёрдое тело.

• Обычное моделирование: примитивы, группы, зеркало, отверстия, объединение, вычитание, цвет, экспорт в STL.

Библиотека готовых моделей в редакторе: механизмы, домики, животные, буквы, можно ставить на сцену и дальше дорабатывать.

• Интерактивный обучающий блок по 3D: внутри редактора есть пошаговые уроки с нуля, сценарий, где ребёнка ведут по шагам в рабочей среде.

• Облачные проекты: работы сохраняются, можно продолжить дома с того же аккаунта.

• Кабинет учителя: педагог заводит класс, видит проекты учеников, принимает работы на проверку, может оценивать.

• Готовая рабочая программа: я полностью расписал курс на 36 академических часов для школ и кружков.

Ну и финал

Для меня как для педагога весь этот путь с kidCAD — это куча ошибок, тонна ресурсов, ушедших в никуда, но в то же время прекрасный и ничем не заменимый опыт. Я просто хотел решить постоянную болячку на своих уроках, а в итоге мы собрали инструмент, который реально помогает детям делать первые самостоятельные шаги в 3D.

Проект пока полностью бесплатен и держится на моем энтузиазме. Если вы учите младшеклассников, ведёте кружок робототехники, преподаёте 3D-моделирование или у вас просто есть ребёнок, который не против попробовать себя в 3D-моделировании, просто заходите и пробуйте kidCAD.
Нам сейчас очень важен живой взгляд со стороны, критические замечания и честный фидбек.