Wizytownik z kodem QR

15 Cze 2014

Projekt pudełka na wizytówki chodził mi po głowie od dawna – i w końcu udało się go zrealizować, chociaż pracy przy tym było dużo więcej niż się spodziewałem. Miałem też okazję nauczyć się kilku nowych rzeczy na temat projektowania przedmiotów oraz samego druku 3D. Poniżej kilka podejść z drukowaniem wizytownika, razem z opisem problemów na które w międzyczasie natrafiłem.

Zaczęło się od projektu w Autodesk Inventorze. Ogólnie przedmiot składa się z podstawy, klapki oraz 2 osi. Na początkowym etapie wizytownik nie miał kodu QR i był drukowany w jednym kolorze. Zanim udało się wydrukować pudełko w którym wszystkie elementy wystarczająco dokładnie pasowały do siebie, minęło kilka iteracji poprawiania projektu i testowych wydruków.

Pomijając podwinięcia materiału na rogach, przy czwartym wydruku pudełko było już zupełnie w porządku. Trochę zabawy miałem z konstrukcją klipsa w klapce, tak żeby przy zamkniętym pudełku w miarę dobrze trzymał się podstawy, ale też żeby całość dała się później otworzyć :)

Ogólnie w przypadku konstrukcji, gdzie występuje kilka dopasowanych do siebie elementów, warto wziąć poprawkę, że na wydruku zewnętrzne wymiary będą nieco większe niż wymiary wewnętrzne. W szczególności widać to w przypadku osi oraz otworów – w moim projekcie średnicę otworów po bokach klapki ustawiłem na 3 mm, a średnicę osi (wchodzących w nie na wcisk) – na 2.8 mm.

Kolejnym etapem w projekcie było przygotowanie kodu QR. Kod z linkiem do swojego profilu na Google+ wygenerowałem ze strony the-qrcode-generator.com. Poza prostymi linkami w QR kodzie można zaszyć zwykły tekst, numer telefonu, wiadomość sms lub nawet całą cyfrową wizytówkę. Oczywiście im więcej informacji tym taki kod będzie większy. Dlatego na początek wybrałem opcję z pojedynczym adresem URL:

 

Trudniejsze okazało się przeniesienie kodu na projekt w CADzie, tak żeby został wytłoczony w klapce wizytownika. Co dziwne, Inventor sam w sobie takiej funkcji nie ma, nawet w przypadku importu wektorowych plików SVG. Poszperałem trochę w sieci w poszukiwaniu programów, które zamienią 2-kolorową bitmapę na pliki DWG lub DXF, które z kolei można już zassać do CADa. Niestety – wszystkie próby kończyły się w najlepszym razie załadowaniem zbioru porozsuwanych linii, łuków lub nieregularnych kształtów. Po jakiś 2 godzinach kombinowania uznałem że szybciej będzie narysować QR Code ręcznie, co zajęło w sumie około godziny. Na szczęście Inventor pozwolił podłożyć pod przygotowaną wcześniej siatkę obraz kodu, co znacznie ułatwiło sprawę:

Podczas przygotowywania modelu do druku uznałem, że lepiej będzie drukować go kodem do góry – jako że pierwsza warstwa wydruku często wychodzi za bardzo rozmazana (drukowane linie są trochę szersze) podejrzewałem że kod po prostu wyjdzie nieczytelny. Jedynym minusem takiego rozwiązania była konieczność użycia supportu pod klapką – co niestety wyszło dość fatalnie. O ile sam kod był rozpoznawany przez Barcode Scanner na komórce, to spód obiektu nie wyglądał najlepiej:

Zrobiłem jeszcze kilka dodatkowych prób z różnymi Slicerami (Slic3rem, KISSlicerem i Curą), łącznie z eksperymentami z zaprojektowaniem własnego supportu w Inventorze. Niestety nic z tego nie nadawało się do użycia – o ile dolną powierzchnię klapki dałoby się jako tako wyszlifować, to wystający z niej klips oraz walec wychodziły za każdym razem beznadziejnie.

W końcu porzuciłem pomysł z drukowaniem klapki kodem do góry. Po kilku kolejnych nieudanych próbach wydrukowałem czytelny kod w odwrotnej pozycji – kluczowe okazały się dokładna kalibracja stołu względem dyszy oraz obniżona prędkość drukowania pierwszej warstwy:

W trakcie drukowania podstawy pudełka trafiłem na 2 problemy. Pierwszy z nich to poszarpana powierzchnia na spodzie obiektu – głowica drukarki podczas kładzenia pierwszej warstwy robiła na niej charakterystyczne zadarcia, które od spodu po odklejeniu od szyby wyglądały tak:

Z tego typu zadarciami spotkałem się już wiele razy – wygląda na to, że są spowodowane zbyt dużą ilością materiału nanoszonego na szybę, o który głowica zawadza przy rysowaniu kolejnych równoległych linii tworzących płaszczyznę. W uniknięciu takiego efektu pomaga delikatne zwiększenie odległości między dyszą a stołem przez przykręcenie odpowiedniej śruby poziomującej stół.

Drugi problem który musiałem rozwiązać to odklejone rogi obiektu – jeden ze standardowych efektów w druku FDM:

Wszystkie elementy wizytownika drukowałem z prędkością 30mm/s (obrys) i 80 mm/s (wypełnienie), przy dyszy rozgrzanej do 190°C oraz stole o temperaturze 80°C. Żeby zapobiec odklejaniu obiektu drukowałem z 7mm brimem – co jak widać nie przyniosło wystarczających efektów. Po kilku eksperymentach okazało się, że obniżenie temperatury stołu do 60°C zaraz po wydrukowaniu pierwszej warstwy w zasadzie całkowicie rozwiązuje problem.

Całość w trakcie składania:

Oraz po złożeniu:

Wizytownik okazał się jednym z trudniejszych projektów ale efekt końcowy wyszedł bardzo dobrze. Na koniec – kolekcja wszystkich wydruków, z czego 2 ostatnie (w prawym dolnym rogu) to gotowe pudełka:

Projekty wizytowników bez kodu, za to w 2 rozmiarach są dostępne na Thingiverse:


O autorze

ARTYKUŁY POWIĄZANE

Ostatnie komentarze