Wydruki z magnesami i… kukurydzą

Okres przed świętami i nowym rokiem okazał się wyjątkowo pracowity dla mojego Prime’a. Powstało na nim sporo przedmiotów – głównie różnych prezentów oraz ozdób choinkowych. O części z nich już pisałem (przy okazji wydruków z filamentów Spectrum Polar White oraz efilament3d), parę projektów czeka jeszcze w kolejce żeby pojawić się na blogu. Do drobiazgów, jakie drukowałem w ostatnim czasie należą magnetyczne zaczepy do zawieszania ozdób świątecznych oraz innych lekkich obiektów. Jest to ciekawy przykład tego, w jaki sposób w wydrukach można “zatapiać” różne elementy.

Projekt zaczepów jest tak naprawdę bardzo prosty – ciekawy jest za to pomysł, jaki został w nim wykorzystany. Gdy u siebie w pracy kombinowałem jak zawiesić wydrukowane wcześniej bombki, zorientowałem się, że panele na suficie wykonane są z blachy, i niewielkie neodymowe magnesy pięknie się do nich przyklejają.

Jak można sobie wyobrazić, trudno byłoby do takiego magnesu przywiązać kawałek sznurka, a użycie kleju byłoby również średnim rozwiązaniem. Dlatego zaprojektowałem specjalne uchwyty:

Jeden taki uchwyt, nieco przypominający guzik, po wydrukowaniu nie ma żadnej szczeliny na wsunięcie magnesu – ponieważ jest on po prostu umieszczony w uchwycie na etapie druku. Model STL, jak widać na powyższym rysunku, zawiera ukrytą w środku pustą przestrzeń. Po wydrukowaniu pierwszych kilku warstw druk należy wstrzymać, umieścić magnes, i puścić drukowanie dalej.

Magnesy, które wykorzystałem w projekcie mają średnicę 12 mm i grubość nieco poniżej milimetra. Można je łatwo kupić w internecie (moje pochodzą z electroparku). Po wydrukowaniu uchwyty prezentują się następująco:

Rozwiązanie z zatapianiem magnesów jest o tyle wygodne, że nie trzeba projektować przestrzeni na wsunięcie / włożenie magnesu do docelowego przedmiotu. Warstwa na spodzie obiektu, na której spoczywa magnes może być bardzo cienka (wystarczy 0,2 mm) przez co nie stracimy zbyt wiele na sile przyciągania. Nie ma też ryzyka że magnes się odklei, wypadnie czy pokruszy.

Jeśli chodzi o inne zastosowania, od razu przychodzą do głowy gadżety przyklejane do lodówki lub do różnych metalowych powierzchni. Można też pokombinować z łączeniem w ten sposób ze sobą różnych wydrukowanych przedmiotów (niekoniecznie zabawek).

Kilka kwestii technicznych

Żeby umieścić magnesy w drukowanych uchwytach, trzeba jakoś wstrzymać drukowanie tuż przed tym, jak drukarka zacznie domykać znajdującą się w modelu pustą przestrzeń. Opcji jest kilka:

• Zapauzować wydruk z panelu drukarki, przesunąć ekstruder na bok, a potem puścić druk dalej (wymaga to stania nad drukarką i odrobiny refleksu ;))
• Zmodyfikować G-code przed wysłaniem do drukarki np. przez dodanie w odpowiednim miejscu pauzy (M1 lub M226)
• Podzielić G-code na 2 części – przed i po włożeniu magnesu, i zapisać go w 2 osobnych plikach (w Repetier Hoście można też wklejać odpowiednie fragmenty w okno z edycją G-code’u)

Osobiście preferuję trzecią opcję. Podobnie jak w przypadku druku wielokolorowych obiektów (gdzie między warstwami następuje zmiana filamentu) bardzo wygodnie jest puścić najpierw część G-code’u, na koniec dodając polecenie przesunięcia głowicy w bok, a później, ręcznie sterując drukarką, zmienić filament czy wykonać jakieś inne czynności. Następnie wystarczy puścić drugą część G-code’u (z poziomu hosta czy z osobnego pliku na karcie SD). Istotne jest, żeby w międzyczasie nie resetować drukarki i nie wracać z głowicą do zera (auto-home). Również przed drugą częścią G-code’u może być potrzebne zerowanie pozycji ekstrudera:

Jeśli chodzi o sam projekt, to program którego używam (Cubify Design) ma pewien problem z zapisaniem takiej pustej przestrzeni wewnątrz obiektu podczas eksportu do STL’a. Przy pierwszych próbach STLki zaciągnięte do Slic3ra były cięte tak, jakby były w środku całkowicie wypełnione. Dopiero poprawienie ich w Meshmixerze rozwiązało problem. Obejściem dla Cubify (i może innych programów) jest dodanie niewielkiego kanalika łączącego pustą przestrzeń w obiekcie z jego zewnętrzną powierzchnią (tak jakbyśmy chcieli móc nalać do środka wody). Dzięki temu zmusimy program do poprawnego wygenerowania wewnętrznej przestrzeni, a sam kanalik (który może mieć ułamek milimetra średnicy) nawet nie będzie widoczny na wydruku.

W przypadku uchwytu na magnes, lub innych, podobnych modeli, można by też spróbować druku “wypełnionego” obiektu (tj. bez zaprojektowanej pustej przestrzeni) z wyłączonym wypełnieniem (infill) – przy odpowiedniej ilości obrysów w środku mogłoby pozostać puste miejsce odpowiednich wymiarów.

Inne zastosowania

Zatapianie magnesów to tylko jeden z przykładów umieszczania przedmiotów w wydrukach w trakcie ich powstawania. Ostatnio z półprzezroczystego, pomarańczowego tworzywa wydrukowałem grzechotkę, do której w trakcie druku trzeba było wsypać grzechoczący materiał – w tym wypadku była to kukurydza :)

Plik STL magnetycznego zaczepu można pobrać z Thingiverse. W razie potrzeby model można przeskalować w slicerze, tak żeby pasował na magnes o nieco innej średnicy lub grubości.