?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry


Пришла мне однажды в голову идея ну очень-очень дешевого и скоростного трехмерного принтера. Насыпаем пластиковый порошок, и нагреваем в заданных точках до сплавления, потом насыпаем следующий слой - и так далее. Только не точечно лазером или паяльным феном, как в существующих аналогах, а сразу по всей площади растущей детали. Что, теоретически должно было дать увеличение скорости 3D-печати в тысячи раз :)

Нагревать предполагалось матрицей миниатюрных нихромовых нагревателей, так чтобы можно было включать нагрев всех ячеек независимо друг от друга, по следующему принципу:




В общем, делал я эти сетки так и этак, много вариантов перепробовал, в кустарных условиях не особенно они хорошо получались.







И решил для пробы сделать один пиксель такой матрицы, чтобы посмотреть, как оно вообще работает. Насыпать порошок аккуратно у меня не получалось, поэтому я решил не насыпать его каждый раз, а прогнать массив порошка сквозь это окошко. Для этого спроектировал и сделал такой вот агрегатец с поршнем для продавливания порошка и щелью для нагревательного элемента.



Это устройство было подключено к компьютеру через реле, микросхему ULN2003 и LPT-порт, чтобы проверить что происходит при включении и выключении нагревателя в потоке порошка.



Скорость потока порошка и прочие параметры эксперимента тщательно, насколько это возможно, фиксировались:



Я даже попытался приладить туда шаговый двигатель чтобы порошок двигался равномерно и повторяемо, но зубчатая рейка давала слишком слабое усилие, а до винтовой передачи я тогда не додумался.



Оказалось, что порошок успешно сплавляется в тонкостенные и достаточно прочные фигуры, повторяющие профиль нагревательного элемента. По крайней мере длинный и легкий ячеистый полимерный профиль (если таковой когда-либо понадобится) так делать можно.



При включении нагревателя ничего плохого не происходило, а вот при выключении, порошок мгновенно застывал и накрепко удерживал нагревательный элемент. Выходит, оторвать нихром от массы порошка можно только во включенном состоянии. После экспериментов с разной формой нагревательных участков от заманчивой идеи с матрицей пришлось отказаться - иначе набор фигур был бы очень ограниченным.

Тем не менее, другими способами удалось все-таки заставить нихром сплавлять пластиковый порошок в трехмерные объекты :) Но это уже совсем другая история...



Comments

( 44 комментария — Оставить комментарий )
acode
13 фев, 2012 21:33 (UTC)
Оригинально.
А если спекать дешевым CO2 лазером?
mntc
14 фев, 2012 05:12 (UTC)
Это будет классический вариант, такой принтер я видел на МАКС'е, спекающий даже металлы. Только я не силен в рынке СО2 лазеров - насколько дешевыми могут быть лазеры приемлемой мощности. В принципе мелкий черный порошок типа тонера или порошковой краски мог бы спекать и лазер от DVD. На основе порошковой краски я пробовал сделать принтер где паяльник рисует по ее слоям. Но тоже самое - налипает. И кроме того механических нагревателей в том что легко сместить объект.

Если кто нибудь знаете насчет дешевых лазеров, было бы очень интересно их применить.

acode
14 фев, 2012 05:26 (UTC)
Да, скорее всего с механикой эти проблемы не так просто обойти.

40В CO2 лазер на ebay стоит $170, по-моему это не очень дорого, примерно как самые простые шаговики, которые придется использовать для станка.
http://www.ebay.com/sch/i.html?_nkw=co2+tube+40w&_sacat=0&_odkw=co2+40w&_osacat=0&_trksid=p3286.c0.m270.l1313
(без темы) - mntc - 14 фев, 2012 05:32 (UTC) - Развернуть
(без темы) - acode - 14 фев, 2012 05:56 (UTC) - Развернуть
(без темы) - mntc - 14 фев, 2012 06:06 (UTC) - Развернуть
(без темы) - mamorgant - 4 апр, 2012 19:01 (UTC) - Развернуть
(без темы) - acode - 4 апр, 2012 19:33 (UTC) - Развернуть
(без темы) - mamorgant - 4 апр, 2012 21:22 (UTC) - Развернуть
mamorgant
4 апр, 2012 18:58 (UTC)
Диодные лазеры стоят копейки. Питание — любой постоянный источник. Мощность до класса 3b точно есть.
intac
13 фев, 2012 22:03 (UTC)
напомнило вот это:
mntc
14 фев, 2012 05:13 (UTC)
Да, это вообще гениальная штука. Но не для наших широт :((((
matabuba
13 фев, 2012 22:44 (UTC)
*случайный прохожий*
Довести можно любую идею, стоит только убить несколько человеко-жизней!)

А какой разброс размеров зерен порошка и устройства самого?

Ну и алаверды: проектирую принципиально похожую "печатающую головку", правда, с манипулированием каждой отдельной частицей в индивидуальном канале (куча маленьких рельсотронов).
mntc
14 фев, 2012 05:17 (UTC)
С помощью набора сит можно достигать достаточно однородных размеров зерен: http://www.mntc.ru/w/images/8/8d/Образцы_пластиковых_порошков.JPG

С рельсотронами интересно. Это металлическими частичками печатать?
matabuba
14 фев, 2012 05:41 (UTC)
В принципе расчет на любой материал, но пока да, эксперименты на металле, поскольку калиброванные шарики легко найти. В целом эта схема привлекает из-за принципиальной возможности печати самой головки, приводов и т.д. Так сказать, идеология принятая максималистски))

Насчет порошка, любопытен конкретный диапазон размеров получаемых зёрен.
(без темы) - mntc - 14 фев, 2012 05:53 (UTC) - Развернуть
(без темы) - matabuba - 14 фев, 2012 06:21 (UTC) - Развернуть
(без темы) - mntc - 14 фев, 2012 07:36 (UTC) - Развернуть
(без темы) - matabuba - 14 фев, 2012 07:48 (UTC) - Развернуть
(без темы) - mntc - 14 фев, 2012 10:26 (UTC) - Развернуть
(без темы) - mntc - 14 фев, 2012 10:31 (UTC) - Развернуть
(без темы) - matabuba - 14 фев, 2012 11:26 (UTC) - Развернуть
(без темы) - mntc - 14 фев, 2012 17:42 (UTC) - Развернуть
(без темы) - matabuba - 15 фев, 2012 00:07 (UTC) - Развернуть
(без темы) - mntc - 15 фев, 2012 05:08 (UTC) - Развернуть
(без темы) - matabuba - 15 фев, 2012 05:32 (UTC) - Развернуть
(без темы) - mntc - 15 фев, 2012 08:29 (UTC) - Развернуть
(без темы) - matabuba - 15 фев, 2012 08:51 (UTC) - Развернуть
(без темы) - mntc - 15 фев, 2012 10:36 (UTC) - Развернуть
(без темы) - matabuba - 15 фев, 2012 10:53 (UTC) - Развернуть
(без темы) - mntc - 15 фев, 2012 12:09 (UTC) - Развернуть
(без темы) - matabuba - 15 фев, 2012 12:47 (UTC) - Развернуть
siorinex
13 фев, 2012 23:30 (UTC)
Совершенно не понял, как этот способ может увеличить скорость печати???
У меня разогрев до рабочей температуры у головки Репрапа происходит за минуту. Остывание без принудительного охлаждения - минут 5-10.
Для нормальной печати надо нагреть определённые нагреватели в "сетке" и охладить остальные, если в предыдущем шаге те были нагреты.
Соответственно "сито" тут не катит совершенно: греться-то будут горизонтальные и вертикальные НИТИ, на которые подано напряжение!!!

На картинке ясно видны "иголочки", которые судя по всему на пересечении нитей и имеют несколько более высокое сопротивление, чем соединительные провода.
Т.е. нити горизонтальные и вертикальные на разных уровнях и замкнуты через эти самые иголки: иначе греться будут провода и в итоге выйдет в лучшем случае нечто прямоугольное.

Да и то - с учётом нагревания-охлаждения - проще нагревать ВСЕ иглы скопом и нужные - поднимать или опускать, как в матричном принтере!
mntc
14 фев, 2012 05:23 (UTC)
Да, в концепции прибора именно как Вы описали - иголочки, а в опытах описанных в этом посте - нити. Потом я делал иголочки, и даже такие иголочки, в которых нагревается только кончик: http://www.mntc.ru/w/images/a/a5/Etched_nichrome.jpg (по одной). Наконец, прототипом такой иголочки может служить паяльник. Но, если выключать его в толще, то пластик тоже налипает.

Поднимать-опускать иглы должно вроде ы действительно работать - но это нужны десятки тысяч микроприводов, и теряется главная фишка - движения порошка сквозь матрицу, без его разравнивания по слоям. Впрочем должно работать все равно быстро. Но микроприводы! о_О
siorinex
14 фев, 2012 07:06 (UTC)
Но если иначе, то теряется куча времени на остывание ненужных. Или будут получаться только предметы с одинаковым профилем.
(без темы) - mntc - 14 фев, 2012 07:37 (UTC) - Развернуть
evgraf_klimov
14 фев, 2012 13:05 (UTC)
А нельзя всю матрицу поднимать, что ли? То есть насыпали порошок, опустили, разогрели нужные пиксели, подняли, остудили все, насыпали, расплавили, подняли, охладили...
(без темы) - siorinex - 14 фев, 2012 15:38 (UTC) - Развернуть
(без темы) - evgraf_klimov - 14 фев, 2012 15:49 (UTC) - Развернуть
(без темы) - mntc - 14 фев, 2012 17:51 (UTC) - Развернуть
(без темы) - maksus - 14 фев, 2012 19:53 (UTC) - Развернуть
(без темы) - mntc - 14 фев, 2012 19:56 (UTC) - Развернуть
rusinvent
8 мар, 2012 08:27 (UTC)
Александр!

Идея отличная. Другое дело, что у нас в России и обычных-то 3d принтеров очень немного. У нас в городе есть 2 (побольше и поменьше) в бизнес-инкубаторе. Но доступ к ним только членам инкубатора, а туда надо пробиваться.
У меня есть идея печатать на принтерах велосипеды (по частям, включая колёса). Такие велосипеды будут значительно легче. Проблема в том будут ли прочнее металлических.
Американцы уже печатают мини-летательные аппараты.

Если же осуществить вашу идею, то изделия напечатанные будут значительно дешевле существующих.

С уважением,
директор центра российских изобретений ЭРИ
Андрей Григорьев
(www.inventions.ru)
Красноярск
mntc
12 мар, 2012 19:53 (UTC)
Спасибо, Андрей, чуть позже напишу Вам.
( 44 комментария — Оставить комментарий )

Profile

mntc
Молодежный научно-технический центр
Сайт МНТЦ
Разработано LiveJournal.com
Designed by phuck