3D skrivare - Introduktion & Grunder

Allmänna förhållningsregler

Alla som har betalt medlemskap i föreningen får använda 3D-skrivarna, förutom under workshops/kurser då alla deltagare får använda dem. Innan ni använder dem på egen hand så vill vi att ni helst får en genomgång av 3D-skrivarna av en annan medlem. Låt inga barn handskas med 3D-skrivarna utan en vuxen medlems uppsikt, då det är lätt att bränna sig på de varma delarna!
Föreningen köper in plast och står även för kostnaden av enstaka utskrifter. Behöver man skriva ut större mängder vill vi att ni bidrar för plastinköp. PLA- och ABS-plasten vi använder i föreningen köps in för ca 200-300:- per 1kg, och om ni vill ha fler sorters plaster och färger, be i så fall föreningen köpa in det. Köp inte in plast själva utan att kolla med föreningen att det är OK, detta för att vi ska ha koll på vilka plaster vi använder, så inte vi får problem med skrivaren.
3D-skrivarna går tyvärr inte att boka, utan det är först till kvarn som gäller. För att se aktiviteten på skrivarna så finns det en kanal på Uppsala Makerspace Slack-grupp #3dprinting_log, där status för utskriftsjobb skrivs ut, med ett ungefärlig uppskattning om hur lång tid det kommer att ta. Om du tänkt ta dig till makerspacet för att använda en 3D-skrivare, håll utkik på Slack, så du inte beger dig till Makerspacet i onödan om ett långt utskriftsjobb redan pågår. Är skrivarna upptagna ofta, och detta är ett problem, meddela detta till lokalansvariga eller styrelsen, så kan vi undersöka möjligheterna att köpa fler skrivare. Har du inte gått med i Slack ännu, gör det på https://uppsalamakerspace.signup.team/.
OBS: Lämna aldrig utskrifter igång när ingen är i lokalen! Det finns alltid en brandrisk när det gäller 3D-skrivare, även om den är liten. Om du behöver göra längre utskrifter, se till att antingen du eller någon annan kan vara på plats ta hand om en eventuell olycka. Ha koll på var brandsläckaren är i lokalen, och hur den används.

Ordlista

3D-skrivare / 3D-printer

En 3D-skrivare skriver ut ett föremål lager för lager, genom att lägga ut material i ett förutbestämt spår. Detta kallas “additive manufacturing”, i kontrast till “subtractive manufacturing / machining” som går ut på att skära ut ett föremål från ett block. 3D-skrivare är inte speciellt smarta, utan måste bli tillsagd av en “Slicer” vilket spår den ska följa, med en så kallad GCode-fil. Den slicer-programvara vi rekommenderar på makerspacet heter “Slic3r” och är open-source.

Filament

Det material som 3D-skrivaren skriver ut, i form av en plasttråd. Det finns ett antal olika typer av filament med olika egenskaper som går att skriva ut med.Det vanligaste som folk använder är PLA (Polylaktid) som är en bionedbrytbar plast baserat på majsstärkelse. Den har fördelen att den är luktfri, smälter vid lägre temperatur och är mer miljövänlig, nackdelen med PLA är att den är ganska spröd och inte så hållbar. Denna plast rekommenderas i störst utsträckning.En annan vanlig filamenttyp är ABS (Akrylnitril-butadien-styren) som är oljebaserad. Den har fördelen att den är lite mjukare än PLA, och därför lite mer hållbar. Nackdelen är att den luktar en del under utskrift, och kräver en högre temperatur på både värmebädd och värmespets.PLA är mat-säker och går att använda i t.ex matlådor/muggar, MEN eftersom 3D-skrivaren har delar i teflon och att det kan finnas rester av andra plaster som printats tidigare så ska helst inte saker printas som kommer att användas till att äta/dricka ur.Filament finns även i flera diametrar, där de vanligaste är 1.75mm och 3mm. Våra skrivare tar endast 1.75mm.

Extruder

Extrudern är den delen i skrivaren som drar ner och pressar filamentet vidare till hotenden. Vissa skrivare har 2st extruders/hotends, vilket gör det möjligt att skriva ut 2 olika material/färger i samma objekt. Som nybörjare rekommenderas man att endast använda 1 extruder åt gången.

Hotend

Hotenden är där filamentet värms upp, för att sedan pressas ut i munstycket längst ner (nozzlen). Värmen på hotenden måste konfigureras efter vilken typ av plast som ska skrivas ut. Ca 180-210 grader för PLA och 230 grader för ABS. Det finns många olika typer av hotends som klarar olika temperaturer, en hotend är alltid designad för att klara endast en diameter av filament.

Nozzle

Detta är värmespetsen som plasten pressas ur i rätt diameter, vilket är 0.4mm i våra skrivare. En mindre nozzle ökar precisionen, men ökar tiden det tar att skriva ut. Dessa går ofta att byta ut på en och samma hotend, för att variera precisionen i 3d-printern.

Sophantering

När man 3D-printar är det ganska naturligt att en hel del objekt blir misslyckade. Då är det viktigt att veta hur man ska kasta/återvinna dem.PLA ska inte kastas i plaståtervinning. Detta eftersom återvinningscentralerna inte hanterar den typen av plast, det enda det leder till är att andra återvinningsbara plastsorter blir förorenade. Då det bättre att man kastar det i brännbart. PLA kan dock komposteras i industriella kompostanläggningar, så det går även att kasta det i komposten.ABS hanteras av återvinningscentralerna, så det kan slängas tillsammans med plastförpackningar.

Steg 1 - Ta fram en 3D-modell

Det finns många program som kan användas för att skapa 3D-modeller. För nybörjare rekommenderas att kolla upp TinkerCAD, som är helt webbaserat och mycket enkelt att komma igång med, kolla även upp deras lektioner. Vill man gå vidare och göra mer avancerade modeller är Fusion 360 väldigt populärt, som är gratis för hobbyister. Andra populära open-source-verktyg är OpenSCAD och Blender, det enda kravet som finns är att programmet ska kunna exportera modellen i filformatet .STL.
Det finns även stora communities där folk delar 3D-ritningar med varandra, där ett av de största är https://www.thingiverse.com/. De flesta modeller på Thingiverse är redan STL när man laddar ner dem, annars kan man behöva konvertera/exportera dem med hjälp av t.ex Fusion 360 (TinkerCAD funkar nog också).

Steg 2 - Att använda Slic3r

En 3D-skrivare förstår sig inte på 3D-modeller, utan måste bli instruerad exakt vilket spår den ska följa för att lägga ut den smälta plasten, med hjälp av en s.k GCode-fil. Det är slicerns jobb att skapa en GCode-fil givet en 3D-modell, och det slicer-program vi rekommenderar är “Slic3r” som är open-source. Det finns dock andra populära slicers man kan använda, t.ex “Cura” och “Simplify3D”, och man får gärna använda de om man vill, men på eget bevåg. Vi har ännu endast färdiga konfigurationer till Slic3r som vi delar ut.
OBS: Om du tidigare skrivit ut på vår Wanhao Duplicator 4S med hjälp av SD-kortet, så behöver du ersätta din gamla Slic3r-konfiguration med denna, den gamla konfigurationen ska inte användas tillsammans med OctoPrint. Följ bara dessa instruktioner, så skriver de över dina gamla.
Ladda ner och installera från: http://slic3r.org/Ladda sedan ner konfigurationsfilen på följande länk: https://www.dropbox.com/s/6em3ash3q8s65q6/Uppsala_Makerspace_3D_Printers_Slic3r_Bundle_20171221.ini?dl=0
Starta Slic3r och kör “File->Load Config Bundle…” (OBS: INTE File->Load Config, viktigt att du kör Load Config Bundle) och välj filen du laddade ner för att ladda in alla inställningar.
Börja med att importera din .stl fil i Slic3r genom att klicka på “Add…”-knappen, alternativt dra stl-filen till Slic3r-fönstret.

Du kan nu flytta och rotera (högerklicka på det och välj Rotate) objektet så det passar på plattan.

Längst upp till höger i Slic3r-fönstret väljer man vilken skrivare man ska skriva ut på, samt vilken typ av plast / inställningar man vill använda. I bilden nedan används 3D-skrivaren “Wanhao Duplicator 4S”, och det printas PLA i vänster extruder med 0.2mm lagertjocklek. Vill man använda höger extruder ska man ändra “Printer” till “Duplicator 4s - Right Extruder”. Det är också möjligt att skriva ut med “Dual Extruder” också om man vill använda två olika plaster i samma utskrift, men det kräver fler inställningar och en rätt förberedd 3D-modell. Även om man bara ska printa med en extruder, sätter man samma “Filament”-inställning i båda fälten om skrivaren har 2st extruders.

Finjustering

Det finns flera inställningar som man kan tweaka innan man skickar iväg GCode-filen för utskrift, och vi kommer förklara det viktigaste lite kort, men oftast borde default-inställningarna fungera. Lager-tjockleken som rekommenderas är 0.2mm, vilket duger jättebra till de allra flesta utskrifter. Det går dock att justera ner den till 0.1mm om man vill få en extra fin finish på objektet. I övrigt, var inte rädd att testa olika inställningar i Print Settings-fliken, olika föremål kan kräva olika inställningar.

Infill:

Infill bestämmer hur mycket material används “inuti” objekt, högre procent och objekten blir stabilare, men det tar längre tid att skriva ut. Har också märkt att med ABS är det större risk att utskriften börjar “warpa” och lossna från plattan om man har för hög infill!15% är ganska lågt, men i alla fall med ABS verkar det fungera ganska bra, men man får experimentera lite med det.. Höjer man upp detta till 100%, så blir objektet helt solid, utan luft inuti. Man kan även ändra “Fill pattern” till något annat än Honeycomb (bikupemönster), om man vill få ett annan form på infill. Rectilinear t.ex gör ett fyrkantigt mönster, som går snabbare att skriva ut.

Brim:

Brim skriver ut ett en lagers tjockt stöd längst ner runt objektet som gör att det fastnar bättre på plattan, och att hörnen har svårare att “vika sig upp” från byggytan. Med ABS har jag kört med nånstans runt 10-15mm.

Support material

Vissa modeller har delar som inte vilar på något som skrivits ut i ett tidigare underliggande lager. I dessa fall kommer plasten “säcka ihop”, vilket kan undvikas genom att printa stöd under. Slic3r kan generera stöd själv, man behöver bara kryssa i rutan “Generate support material”.
När du är klar med inställningarna, gå tillbaka till “Plater”-tabben och klicka “Send to printer” för att skicka G-Code-filen direkt till OctoPrint på 3D-skrivaren, men vänta helst tills du är helt redo att skriva ut. Du kan även istället klicka “Export G-Code”, för att senare ladda upp denna fil till OctoPrint med PC eller mobilen.

Steg 3 - Att använda 3D-skrivarna

För att skriva ut med en av våra 3D-skrivare gör man följande:

1. Öppna .STL-filen i Slic3r och välj skrivare / inställningar / plasttyp
2. Starta skrivaren
3. Kontrollera / förbered värmebädden
4. Byt filament på 3D-skrivaren om det behövs
5. Ladda upp GCode-filen till OctoPrint
6. Starta utskriften i OctoPrint

För detaljerad steg-för-steg guide så hänvisar vi till instruktionerna för respektive 3D-skrivare:

• Wanhao Duplicator 4S Instruktioner
• Wanhao Duplicator i3 Instruktioner

Felsökning

En väldigt bra guide för felsökning av många typer av fel finns på följande länk:https://www.simplify3d.com/support/print-quality-troubleshooting/
Här kommer dock några vanliga problem och misstag man kan råka ut för:

Föremålet lossnar från byggytan

Detta inträffar oftast om man inte förbehandlat värmebädden på ett tag eller inte alls. Antingen lossnar föremålet helt, eller så kan hörn av föremålet lossna som på bilden. Detta drabbar främst ABS, men även PLA om man inte behandlat ytan tillräckligt bra. Något som förbättrar fästet mot värmebädden är att lägga till Brim (Print Settings i Slic3r). Det lägger till några varv plast på kanten av föremålet på det första lagret, så att större yta ligger på värmebädden.

Fel mått på föremålet

Om man försöker printa föremål med väldigt exakta mått, t.ex delar som ska sättas ihop, så är det extra viktigt att inställningarna är så bra som möjligt i Slic3r. En sak som kan förbättra noggrannheten mycket är att justera Extrusion Multipliern (Filament Settings-fliken), den ska normalt vara på 1, men kan dras ner/upp några decimaler beroende om man vill minska eller öka mängden filament som ska printas. Extrusion multipliern kan t.o.m behöva ändras mellan olika typer av filament, eftersom diametern på olika filament ofta inte är exakt lika.

Deformering - Hörn / sidor som böjs uppåt

Om man printar föremål där lager till viss del “hänger utanför” tidigare lager (overhang) så råkar man ofta ut för “curling”, d.v.s att hörn & sidor sakta börjar vika sig uppåt. Detta beror på att plasten krymper när den kyls ner, och att det inte kyls ner tillräckligt snabbt eller har alldeles för stor overhang. Detta kan ofta förbättras med mer kylning av föremålet under print, t.ex printa med öppen låda, och att printa i en lägre hastighet. Om man har mycket overhang kan det även hjälpa att printa tunnare lager, så att overhangs blir mindre för varje lager. Små föremål kan även bli deformerade om varje lager inte får tillräcklig tid att kylas ner, så där kan också lösningen vara att minska hastigheten och öka mängden kylning.