while software engineer meets 3d printer
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當軟體⼯工程師遇上 3D 印表機的那些事?
ben6 2013-‐11-‐12
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© Copyright 2013 juluos h-p://juluos.org
License text: h-p://crea1vecommons.org/licenses/by-‐sa/3.0/legalcode
Who am I?
• Bio
Love to try new technologies
and enjoy researching topics in
networking and opera1on
system domains
• Experiences – Speaker of COSCUP 2012, 2013
– SoXware Wri1ng over 10+ years
h-p://about.me/ben6
Agenda
• 為什麼⾃自組 3D 印表機? • 軟體⼯工程師遭遇3D印表機
– 前置準備⼯工作 – 組裝過程的那些事 – 後置軟體校正與使⽤用
• 進⼀一步的⼩小改造
ben6 Maker
Agenda
• 為什麼⾃自組 3D 印表機? • 軟體⼯工程師遭遇3D印表機
– 前置準備⼯工作 – 組裝過程的那些事 – 後置軟體校正與使⽤用
• 進⼀一步的⼩小改造
ben6 Maker
為什麼⾃自組 3D 印表機?
ted.com/talks/dale_dougherty_we_are_makers
SoXware Engineer == Maker?
其實軟體⼯工程師也是⼀一個⼤大 maker, 每天寫⼀一堆不⾒見得有⼈人⽤用的程式和Bugs
Why?
當軟體⼯工程師做多了看不⾒見的東⻄西, 想做點看的到、摸的到的物品。
“軟體工程師的創造力不該局限在電腦之中。” -‐ ben6
Make
第一次看到 3D 印表機覺很有興趣,但那時
購買方式都要從國外,
不太方便。
3D 印表機真實相遇的偶然
今夏,偶然的機會在 Fablab Taipei 接觸到一群 maker 中的 3D printer maker。
何不買成機呢?
• 成機貴三~五成 ($$$) • 既然有全部開源的 reprap kit,何不多學⼀一點呢!
RepRap.org
3D 印表機 v.s. 萬物我有 ?
道⽣生⼀一,⼀一⽣生⼆二,三⽣生萬物 -‐ ⽼老⼦子・四十二章
以我而言,⾃自組 3D 印表機,能衍⽣生出另⼀一3D印表機、CNC雕刻機等等,以及其他各式各樣的列印模型成品。
等於⼀一機在⼿手,萬物我有。 -‐ ben6
Agenda
• 為什麼⾃自組 3D 印表機? • 軟體⼯工程師遭遇3D印表機
– 前置準備⼯工作 – 組裝過程的那些事 – 後置軟體校正與使⽤用
• 進⼀一步的⼩小改造
ben6 Maker
前置準備⼯工作
• 必要工具及小零件
• 檢查零件清單
• 電機先期測試
必要工具
必要工具
必要工具
選購工具
無線電動工具
讚!
小零件
檢查零件清單
電機先期測試 確認電機零件沒有損壞
電機先期測試 X Y Z
E
X Y Z
光學開關 Endstops
12V電源
printrun
M119 指令 取得目前 EndStops 狀態
printrun
測試X, Y, Z 軸動作正常,依序用 0.1, 1, 10 E 擠出機測試
X
Y
Z
E
Agenda
• 為什麼⾃自組 3D 印表機? • 軟體⼯工程師遭遇3D印表機
– 前置準備⼯工作 – 組裝過程的那些事 – 後置軟體校正與使⽤用
• 進⼀一步的⼩小改造
ben6 Maker
組裝過程的那些事
• 電機測試 – 杜邦端子線 – 近接開關銲接
• 機構組立 – 先組Z 軸主體, – 再依序組Y、X軸平台
• 整機 – 上電機 – 理線
杜邦端⼦子線
杜邦端子線 1 2
杜邦端子線 1 2
3 4
杜邦端子線:壓線
端子金屬切齊邊緣
近接開關
光學開關 接觸式近接開關
V 電源輸入
S 信號輸入
GND
近接開關與熱縮套管
• 不小心,線斷了;馬達跑過頭,撞車。
熱縮套管
電壓調整
電壓錯誤會造成電流過小,馬達可能發生抖動或其他異常問題。
220v à 115V
P = I * V
銲接夾台
電源線
電源線
電源線
燒寫軔體 Marlin
h-ps://github.com/ErikZalm/Marlin
Firmware 韌體不要燒錯設定,錯了就燒加熱頭(⼀一組⼀一仟多 … 我招認,不⼩小⼼心燒了⼀一組 @@)
機構組立
機構組立
紙張記得撕,會影響機構公差
機構組立
機構組立
8mm 鍍鉻光軸 搭配直線軸承使用
牙桿(或稱牙條) 除滾珠螺桿外,更
經濟的選擇
Prusa i3機構校正板
特別感謝
Sega Liu 學⻑⾧長的創意 Robert Luo 協助繪製 Fablab Taipei協助切割
非常重要的一個工具
主體機構
LM8UU 直線軸承
• 安裝前,先上黃油 – 裝上黃油後,從外面是餵
不進去的。
• 安裝時,小心滾珠
掉出 – 請與光軸直直的,小心輕
輕壓入。
機構組立
螺絲固定 螺絲固定劑(可拆卸)
確定不會再拆,可以買永久固定的版本
螺絲固定
最少要上四個地方,螺絲固定劑
PS:如果你會時常搬移到遠處, 藍色長方體列印件上的螺母最好也用膠固定它。 因為太頻煩的震動,它會掉不見喔!(>.< 我
的i3 有掉,但有檢回來)
機構精準度的問題
• 早期投⼊入校正會⽐比後調校⼤大誤差,付出⼼心⼒力成本⼩小很多。
• 校正ing
– X, Y 水平度 – 擠出機進料 (根據線材會有所不同)
理線
• 避免卡到作業路徑
• 方便查線
• 整齊美觀
加上電機
試印第一個粗劣小方格
A4988 電流調整鈕
參考朋友這篇:設定4988步進⾺馬達驅動板電流上限
Agenda
• 為什麼⾃自組 3D 印表機? • 軟體⼯工程師遭遇3D印表機
– 前置準備⼯工作 – 組裝過程的那些事 – 後置軟體校正與使⽤用
• 進⼀一步的⼩小改造
ben6 Maker
Prusa i3 規格
• 列印範圍: – 200 x 200 x 180 mm
• 線材線徑: 1.75mm • 噴嘴⼝口徑: 0.4mm • 列印層厚:
– 0.05 ~ 0.3mm
• 使⽤用線材: PLA 試過 0.4mm 也ok!
資料來源: www.taiwan3dpmaker.com
後置軟體校正與使⽤用
• 機構潤滑
• 物品粘著度
• 校正擠出機的步進距離
• 校正小方格
機構潤滑
PLA 機構潤滑 金屬承軸機構潤滑
物品粘著度
3M 2090遮蔽紙膠帶3/4吋 口紅膠
固定強化玻璃:長尾夾
別傻了!快亁膠是粘不住的。
線材 PLA 1.75mm
WIKI: 聚乳酸Polylac1c Acid或Polylac1de,縮寫:PLA)
擠出頭模組先期校正 • 加熱頭先不要安裝⾄至擠出頭模組 • 校正擠出頭的出料⻑⾧長度 • ⽤用尺量實際出料⻑⾧長度是否符合軟體的設定。
Printrun
3D 列印軟體流程示意
SketchUp
OpenSCAD
Slic3r Export STL
file Gcode file Print on
3d printer
Repe1er-‐Host Mac 0.56
3D 構圖工具
Repe1er-‐Host Mac 0.56
• 整合 slic3r 切片軟體
• 列印控制介面
Slic3r: 切片
Slic3r: 產生 G-‐Code
校正15x15mm小方格
列印中空15x15mm小方格
連線與列印
Connect -‐> Run -‐> Print Panel
1 3
注意列印狀況 2
校正小方格 • 校正 (mm) • 長 左 14.95 中間 14.93 右 14.98 • 寬 前 14.98 中間 14.89 後 14.96 • 高 14.94 ~ 14.96 • 厚度
– 0.38 ~ 0.43
• 15 / 14.95 * 0.98 == 0.98327759197324
SketchUp
• 簡單易上手
• 跨平台
• 可使用 Python Plugin 擴充功能
• STL Plugin
OpenSCAD
• 用程式直接畫3D圖 • 例如:畫手調螺母,
可調整大小,孔徑參數,立刻重新輸出新的檔案。
行動收納
離線列印
• 使用SD卡:G-‐Code 檔
離線列印
1 2
3 4
Agenda
• 為什麼⾃自組 3D 印表機? • 軟體⼯工程師遭遇3D印表機 • 進⼀一步的⼩小改造
– 線卷溜冰篇 – 冷卻風扇篇 – 線槽篇
ben6 Maker
把線卷,穿上溜冰鞋
不想再拉線了 (>.<)
把線卷,穿上溜冰鞋
上色,白板筆是 你的好朋友
Agenda
• 為什麼⾃自組 3D 印表機? • 軟體⼯工程師遭遇3D印表機 • 進⼀一步的⼩小改造
– 線卷溜冰篇 – 冷卻風扇篇 – 線槽篇
ben6 Maker
⼩小改造:冷卻風扇
• 改造目的 – 加速冷卻,列印更平滑
• 問題 – 容易鬆動 – 第二步改造:加裝手動旋鈕
⼩小改造:冷卻風扇
⼩小改造:冷卻風扇
安裝獨臂風扇
雙風扇連接板
Eagle
Prusa i3 雙風扇版
Agenda
• 為什麼⾃自組 3D 印表機? • 軟體⼯工程師遭遇3D印表機 • 進⼀一步的⼩小改造
– 線卷溜冰篇 – 冷卻風扇篇 – 線槽篇
ben6 Maker
活動線槽
活動線槽
給 X 軸使用的好物,不過真得太花時間了,一個20分鐘,列印速度放
慢才能印漂亮。
特別篇:iPhone 手機 DIY 架
簡報照片由它協力拍攝的
特別篇:小零件不求人
目前印過最小的物品 孔徑 3mm 客製化長度塑膠銅柱
更便宜的3D印表機 除了講者使用的 Prusa i3
100 美金的 3D 印表機
• Soruce from ar1cle 100-‐3d-‐printer
為什麼至少要 USD$100? 因為 Arduino 相關的驅動板大約就
要這個金額。
4000 元的3D印表機 • Tinyboy Project
– h-p://blog.1nyboy.net/
• 不過要有雷射切割機來切壓克力
• COSCUP 2013 從「⼩小」投⼊入⽴立體打
結語
• 組裝第一台有人帶是最幸福的
• 列印物品質,⼀一切與數字有關
• 3D列印是個大坑,無誠慎入!!
“今天,3D 列印了沒?”
ben6 Maker
Q&A
?
ben6 Maker
References
• RepRap.org • Taiwan 3D Prin1ng Facebook 社群
• Reprap.taipei 社群
• Fablab Taipei • 設定4988步進⾺馬達驅動板電流上限
• taiwan3dpmaker.com
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