Здравствуйте пикабуняне и пикабунийцы.
Как и обещал в прошлом посте, если будет интересно выложу и другие проекты. И вот выкладываю.
Сегодня решил я рассказать про свою, фактически, дипломную работу. В планах она была не просто дипломной но и моим научным будущим.
Ну так начнем. В последние два года обучения состоял я в СКБ (Студенческое конструкторское бюро) при кафедре. Была своя лаборатория оформленная по всем нормам(была вытяжка протянутая чуть ли не к каждому месту где сесть можно, наверное чтобы чай быстрее остывал.). Из оборудования был простенький трех осевой фрезерный станок с ЧПУ, сверлильный станок, ручной гравер (очень нужная штука, без сарказма), овер много разных композитных материалов и инструментов для работы с ними и штук 12 принтеров фдмок (FDM - вид 3D печати, послойное наплавление пластика).
И вот пускают нас, желторотиков, в эти хоромы, в качестве эксперимента (про это вообще отдельный пост наверное запилю, ибо история хорошая, хоть и косвенно связанная с разработкой ). Дают задание, и проверяют только результат. При чем сроки всегда давались без поблажек (сделай из пыжика феррари за неделю, и чтоб отличить нельзя было). А мы что, мы смазывая булки скипидаром выполняли работу максимально хорошо как могли, не халявили в общем, тем более все оплачивалось. И вот ближе окончанию предпоследнего года я начал задумываться, "- а не связать ли мне судьбу с родным университетом?". И так как, пора было придумывать себе тему для дипломной, я начал придумывать темы которые можно и до кандидатской растянуть.
На момент придумывания темы, да и защиты работы, в России не делались 3D принтеры печатающие металлами. Промониторив среду разработок по данной теме, выяснилось что данным принтером занимаются ребята из Спб, но что то у них не клеется (в прямом и переносном смыслах). "-Вот и решено, беру!" подумал я, и начал разрабатывать концепцию, и этапы работы. Прикинув что, для создания полноценного SLM принтера потребуется много порошкового металла (самый дешевый из пунктов), несколько баллонов инертного газа, разрешение на работу с инертными газами, лазерный модуль минимум на 600-700 Вт, толковый программист, и дополнительные метров, этак, 5 квадратных пространства, я понял что огромный болт мне светит а не финансирование. И решил я ограничится пока, созданием мини модели данного принтера, с грубой обкаткой функционала и самой концепции. Только вот одно но, если газы использовать нельзя, чем печатать? Это мне подсказал однокурсник работающий в этом же СКБ, в шутку сказав "- хоть сахаром или мукой печатай". "- А почему бы нет?" подумал я, ведь карамелизация сахара похожа на плавление металла, и начал отталкивать от этого. Первоначально в качестве лазерного модуля было планировано сделать старый добрый крафт из г**на и палок, в виде модуля из нескольких DVD приводов, а сам плоттер собрать из дерева, или оргстекла. Но на помощь пришел мой научный руководитель, предложивший купить на его деньги небольшой лазерный гравер с алика, что и было сделано.
На фото он уже с снятыми передним и задним профилями. Так же видно и сам лазерный модуль, но на всякий случай фото отдельно:
В общем обычный модуль с ТTL модуляцией. Ну и после нескольких дней игр решено, все таки потрошить сей агрегат и наращивать все ,необходимые для работы принтера, части. Не буду описывать конструкторскую часть усовершенствования плоттера, ибо нудно и скучно будет.
Перейдем сразу к лазерному модулю. Единственное что мне в нем не нравилось это то что, он не умел готовить охлаждающий кулер ставился сверху, а так как, бокс лазера в сечении является по сути трубой(фото жаль не осталось), то при использовании сахарной пудры, в помещении где использовался бы принтер было бы немного туманно (будто Тони Монтана чихнул). Было решено сделать приспособу для отвода потока воздуха от рабочей поверхности. Фото отдельно ее не сохранилось поэтому вот:
В качестве мозгов для будущего "метал-электроника" была выдрана с неработающей фдмки целая Arduino Mega 2560 с надстройкой Ramps 1.4
Понятно что на ней настоящий металлический принтер не построишь, а вот сахарный вполне себе можно.
Теперь чуть чуть поясню чтобы все читающие поняли: в SLM принтерах в качестве материала для печати используется металлический порошок, лазер делает горячо в местах заданных g-кодом, металл спекается и так слой за слоем вырастает деталька. Вот только необходимо чтобы каждый слой по толщине не отличался от предыдущего, иначе не попал в допуски и главный инженер тебе делает а-та-та. Для этого используется выравнивающий элемент в виде ракеля или валика.
Так вот встал выбор выравнивающего элемента между ракелем и валиком. Ракелем не нужно управлять, он один раз выставляется в нужную позицию и забывается, как вечер корпоратива, если вообще устанавливается в какую либо позицию. А вот для валика необходимо еще и в прошивке блок управления им добавлять. Ну я думаю вы поняли что я выбрал? А вот и не угадали, ракель просто сметал весь сахар со стола. И немного поворчав пришлось ковыряться с валиком и прошивкой. Валик кстати был взят прорезиненный, снятый с картриджа обычного 2D принтера. А вот с прошивкой пришлось повозиться.
За основу был взят обычный Marlin (как то приятней нежели Repetier). Блок управления лазером был выдернут из прошивки для гравера, так же на Arduino. Только вот после недели любви данного блока и моего мозга, лазер включился, а вот управляться ни как не хотел, просто светя с одной мощностью беспрерывно. Пришлось просить помощи на стороне, знакомый программист по старой памяти обозвал меня непонятным программистским словом, но после двух дней исправления моих ошибок модуль заработал, как ему и приказывали.
Из за недостатка свободных пинов спаялись друг с другом в разной полярности два шаговых двигателя для движения по оси Y. Двигатели кстати использовались частично от самого лазерного гравера (какие то непонятные первый раз такие видел), а частично обычные Nema 17.
Из блока управления лазерным модулем выдернул немного информации, что, управление производится через пины ,которые на картинке
Кулер на лазере подключался напрямую в 12 В (дуй аки проклятый).
Все было подключено проверенно и выглядело вот так
Далее было много матов, при нахождении необходимых режимов работы. Результатом должен был стать сахарный петушок который я должен был принести на защиту и показать комиссии.
Только вот еще одно но
Сахар очень хорошо нагревался а вот остывал... В итоге нижние слои сгорали. Остывал он реально долго такого вот петушка-инвалида 2 часа после печати нельзя было взять, т.к. горячий.
Сильно не кидайтесь тапками, свои ошибки знаю, только вот теплопередачи моя не понимать.
Ну по крайней мере я понял что, сахар хреновый материал для печати. Но все таки и опыт получил, и понял что SLM вполне может построится при необходимом финансировании. Так что мечта о кандидатской продолжала теплица.
З.Ы. БМ выдавал какой то пост про фильмы ужасов. Пикабу намекает....
