Obudowa do iPhone’a

Drukowanie obudów, podstawek i innych dodatków do telefonów komórkowych, mimo że jest dość popularne, nie jest jakimś szczególnie spektakularnym zastosowaniem niskobudżetowego druku 3D. Ot, taka produkcja gadżetów. Ostatnio trafiłem jednak na projekt, który naprawdę mi się spodobał. Był to case do iPhone’a – w nieco steampunkowym stylu, z drukowanymi oddzielnie, ruchomymi kółkami zębatymi. Nie byłoby pewnie o czym pisać, gdyby drukowanie i składanie go w całość poszło bez żadnych problemów. Jednak kilka rzeczy wymagało poświęcenia odrobiny uwagi.

Błędy w siatce STL

Pliki STL odpowiednie do iPhone’a 5S znalazłem na Thingiverse – niestety jak to często bywa, okazało się, że niektóre z nich są zapisane z błędami siatki. Przez to Slic3r nie był w stanie poprawnie pociąć jednego z elementów. Ramka, trzymająca razem smartfon i oddzielną płytkę z kółkami zębatymi, powinna zostać wydrukowana z pustą przestrzenią w środku (jak na pierwszym zrzucie ekranu). Slic3r zaś koniecznie chciał dorobić do niej płaszczyznę:

Nie chcąc tracić czasu na naprawę modelu, spróbowałem pociąć go Curą. Program ten zwykle nieźle sobie radzi z usuwaniem błędów siatki, i również tym razem wygenerował poprawny g-code. Co ciekawe, przy użyciu Slic3ra w starej wersji (1.1.7) też nie było żadnych problemów. Do analizy i naprawy plików STL można w razie czego wykorzystać program Meshmixer:

Dopasowanie elementów

Kompletna obudowa składała się z 7 kółek zębatych, 7 osi (nitów), płytki z otworami i ramki obejmującej telefon. Wszystkie elementy zostały wydrukowane przy użyciu dyszy 0,3 mm, z czarnego i złotego PLA od efilament3d. Niestety po wydrukowaniu pierwszego zestawu części okazało się, że osie mają nieco za małą średnicę i wypadają z płytki, a sama ramka jest z kolei nieco za duża. W zasadzie byłbym bardziej zaskoczony, gdyby wszystkie elementy wyszły idealnie już za pierwszym razem ;) Jak kiedyś pisałem w artykule O kalibracji średnicy filamentu, uzyskanie dokładnie dopasowanych wydruków nie jest tak proste jak by się mogło wydawać. Gdy elementy mają odpowiednie wymiary przy wykonaniu na naszej drukarce, to na innym urządzeniu lub przy użyciu innego tworzywa mogą wyjść minimalnie za duże lub za małe.

Żeby zredukować luzy między elementami obudowy minimalnie przeskalowałem ramkę oraz nity w osiach X i Y. W przypadku ramki potrzebne było zmniejszenie jej o 0.8%.

Dopasowane ośki zostały dodatkowo zabezpieczone z tyłu klejem.

Wytrzymałość wydruku

Niestety podczas wkładania telefonu do złożonej obudowy, na granicy między warstwami pękła sama ramka. Po wykonaniu kolejnego egzemplarza okazało się, że wcale nie jest lepiej – kolejny wydruk również pękł pod wpływem chwilowego nacisku. W następnej próbie wykorzystałem ABS – który zachował się całkiem podobnie. Połączenia między warstwami były zbyt słabe, i wydrukowane elementy można było nawet rozrywać w palcach.

Przyczyną problemu okazał się… zbyt mocny nadmuch na drukowany obiekt. Ponieważ zależało mi na szybkim druku, w ustawieniach Slic3ra zaznaczyłem, żeby wentylatory, mające za zadanie schładzać wydostający się z dyszy filament, pracowały pełną mocą. Po ograniczeniu nawiewu do 30% kolejny egzemplarz ramki okazał się wystarczająco wytrzymały.

Intensywne chłodzenie, mimo że generalnie dobrze wpływa na jakość druku, może niestety osłabić konstrukcję przedmiotu. Dlatego tam, gdzie bardziej liczy się wytrzymałość, warto je mniej lub bardziej zredukować. Jak wiele innych parametrów slicera, jego optymalna wartość zależy od wielu czynników – m.in. rozmiaru obiektu, jego geometrii i prędkości drukowania.

Efekt końcowy

Na poniższym nagraniu można zobaczyć gotową obudowę:

Do tej pory mój znajomy, dla którego wykonaliśmy tę obudowę, nie zgłaszał do niej żadnych uwag. Same kółka zębate – czego się trochę obawiałem – nawet specjalnie nie zaczepiają o materiał w kieszeniach spodni. Obudowa nie zaliczyła jeszcze zderzenia z podłogą – jeśli okaże się, że przy upadku łatwo pęka, spróbujemy wydrukować jej elementy z gumowego filamentu. Póki co zwykłe PLA daje radę.