Gebouw uit 3D-printer

Waarom ook niet? Print een gebouw uit. Nieuwsbericht en filmpje op RTL Nieuws.

Leuke reportage op BBC News

BBC News heeft een leuke reportage over 3D-printers. Goede uitleg en een paar leuke voorbeelden van de mogelijkheden.

Kostenplaatje

Nu de printer werkt en het verdere werk beperkt blijft tot calibratie en kleine aanpassingen, kunnen we de kostenbalans opmaken.

De totale kosten van onze aanschaffen voor de printer zijn uitgekomen op 605,62 euro.

Een paar opmerkingen:
- We hebben soms gebruik gemaakt van spullen die we nog hadden liggen, zoals de voeding.
- Sommige kleine onderdelen - schroefjes, kroonsteentjes - hadden we nog liggen en zijn niet meegerekend.
- Het filament waarmee we printen is niet bij de kosten meegeteld.

Bij een eventuele tweede printer zien we een aantal mogelijkheden om kosten te besparen:
- De kunststof onderdelen voor de Mendelmax 1.5 en extruder printen we nu zelf tegen materiaalkosten
- Voor de rvs staven en trapeziumspindels moet een goedkoper adres te vinden zijn
- Metaalwaren in een koop aanschaffen
- Timingbelt en tandwielen zijn nu goedkoper bij ReprapWorld dan op eBay
- Zoeken naar alternatieven voor de glijlagers uit Amerika
- Zoeken naar alternatieven voor de dure (maar mooie) klauwkoppelingen
- Gebruik van gewone bouten in plaats van rvs

Zo moeten de kosten onder de 500 euro gebracht kunnen worden.

Nog wat prints

Inmiddels printen we net genoeg voor wat nuttige voorwerpen. Afkomstig van Thingiverse, de website waar de reprap-gemeenschaap zijn maaksels verspreidt. Zoals houdertjes voor onze optische eindstops.

En deze clipjes waarmee we lagers op onze Mendelmax kunnen bevestigen, die dan weer een filamentspoel kunnen dragen. Op eBay hebben we nog wat van deze 608ZZ-lagers bijbesteld.

Samen met een houder voor de elektronica hebben we genoeg spul om de printer een upgrade te geven. Daarbij gaan we dan meteen wat andere kleinigheidjes verbeteren, zoals wat speling in een van de y-stangen, de spanning op de drijfriem voor de x-as en alle loshangende kabels. Ook willen we het contact tussen de tandwielen van de extruder nog wat verbeteren.

Eerste prints!

Na het installeren van de software zijn we zover dat we kunnen gaan printen. We beginnen met de kubus van 20x20x20cm die standaard met Pronterface is bijgesloten, of kan worden opgehaald op Thingiverse.

Eerste poging:

Dat lijkt dus nergens op. Snelheden moeten even flink worden teruggebracht. Nog eens.

Ik ziet iets vierkants. Maar geen kubus. De printkop is in de z-richting te hoog afgesteld. Deze moet de glasplaat net niet raken; er mag net een vel papier tussen passen. Goed afstellen dus, en het printbed vlak stellen met de geveerde boutjes. Nog eens proberen.

Dat is een kubus. Maar het filament plakt slecht aan elkaar en komt niet vloeiend uit de extruder. We voeren de temperatuur op totdat het beter gaat. Van 185 naar 210 graden. En dan:

Ziet er goed uit. De kubus staat ondersteboven op de foto. De andere kant is nog wat ingezakt; een teken dat we wat sneller moeten extruderen. Maar toch een mooi resultaat.

Tussen de eerste en laatste foto zijn wel een week of twee verstreken overigens...

Spullen: nogmaals de kartelbout

De kartelbout die we zelf hebben gemaakt blijkt een nadeel te hebben. Hij heeft geen groef voor het filament en dekt daardoor de doorgang voor het filament naar de hete kant van de extruder af. Dat gaat niet goed: hij wil het filament niet goed doorvoeren.

We kijken daarom op eBay naar andere 'hobbed bolts' en kopen er een uit Tsjechië en een uit Nederland. De Tsjech blijkt behoorlijk goed, de Nederlandse is twijfelachtig van kwaliteit. We monteren de Tsjech.

de Nederlandse bout (boven) en de Tsjechische (onder)

Stap 14: de software

Het installeren en doorgronden van de software die de 3d-printer bestuurt is nog aardig lastig. We zijn best handig met computers, maar hebben hier toch aardig wat uurtjes op stuk gebeten. In onderstaand verhaal hebben we alle doodlopende routes, niet werkende programma's en andere ellende weggelaten. Het lijkt daardoor misschien een eitje, maar dat was het niet. Hopelijk kan de beschrijving als handleiding dienen voor andere bouwers.

We maken gebruik van een oude pc (Pentium 4) met Windows XP met internetverbinding en USB-poort. De software stelt verder bescheiden eisen.

1: Arduino software installeren
We gaan naar de Arduino website en volgen de instructies onder Getting started with Windows. Onder stap 2 wordt de Arduino software geïnstalleerd. Hier kiezen we niet voor de nieuwste versie (1.0), maar versie 0023. Als we dit eerder hadden geweten, hadden we ons een halve dag tijd bespaard...


2: Arduino driver installeren
Als we het Arduino-printje (nog zonder RAMPS) met een USB-kabel aansluiten, vraagt Windows om een driver. Hierbij moeten we even helpen. Kies voor installeren vanaf een specifieke locatie en zoek in de Arduino-map naar de map 'drivers/FTDI USB Drivers'. Daar vindt Windows een 'USB Serial Converter', en deze moet worden geïnstalleerd. Vanaf dat moment verschijnt de Arduino op de pc als een COM-poort, in ons geval COM-poort 3.


3: Arduino starten
We starten nu de Arduino-software en volgen de beschreven 'Getting started' procedure verder. We laden een programma dat de led op de print kan laten knipperen. We laten weten met welk type Arduino we werken (in ons geval Arduino Mega / ATmega 1280) en kiezen de juiste poort. Daarna kunnen we het programma uploaden en moet het lampje gaan knipperen. We zetten de baudrate op 115200; dit is de communicatiesnelheid tussen de pc en de elektronica.

Nu willen we weten of de Arduino ook goed samenwerkt met de RAMPS. We halen de USB-kabel los en monteren we de RAMPS op de Arduino-print. We sluiten hiervoor minimaal een van de stappenmotoren aan en voorzien de RAMPS van een 12 volt spanning (5 Ampere). Naar wens kunnen ook de eindstops, thermistors en het de verwarmingsplaat aansluiten (in dat laatste geval ook de andere 12 volts voeding aansluiten). Alle aansluitingen worden keurig beschreven op dit plaatje. Daarna prikken we de Arduino weer aan de USB-poort.

Met deze testfile kunnen we de nu werking van alle onderdelen testen. We laden hem in Arduino, uploaden hem en als het goed is moeten alle motoren op en neer bewegen en de printkop en verwarmingsplaat moeten aan en uit gaan. Dit is ook te zien aan de knipperende leds op de RAMPS-print.


3: De Sprinter firmware
Om de RAMPS wat moeilijker trucjes te laten uitvoeren moet hij worden voorzien van firmware: een stukje software waarmee de stappenmotoren worden aangestuurd, de eindstops worden uitgelezen, etc. De meestgebruikte firmwares voor RAMPS zijn Sprinter en Marlin. We kiezen voor Sprinter, die we hier kunnen downloaden. Klik op het zip-icoon midden boven. Daarna uitpakken en het file 'Sprinter.pde' openen in Arduino. Uploaden en de firmware zit op z'n plek.

Mogelijk moet de firmware op punten worden aangepast aan de gebruikte printer. Deze wijzigingen kunnen we aanbrengen inde firmware onder de tab 'configuration.h'. Veel staat al goed, maar er moet ook het een en ander worden gewijzigd. Zo moet de bewegingsrichting van sommige assen worden opgedraaid en de posities van de eindstops worden aangegeven.


4: Python
We zijn er bijna. Voordat we het programma Pronterface installeren waarmee we daadwerkelijk gaan printen, moeten we Python installeren. Dit is de programmeertaal waarin Pronterface werd geschreven. Hiervoor volgen we de procedure die hier is beschreven: scroll naar beneden onder 'Installing dependencies', en dan 'Windows'. Nee, het is niet noodzakelijk dat we hierbij precies weten wat we doen.

Voor veel mensen is de laatste instructie nogal cryptisch:

For the last one, you will need to unpack it, open a command terminal, go into the the directory you unpacked it in and run python setup.py install

Doe hiervoor het volgende: ga naar het Windows-startmenu en type 'cmd' in het zoek/uitvoervenster. Er opent zich een zwart prehistorisch venstertje. Type hierin 'cd d:\python' als 'd:\python' de map is waarin de laatste zip-file is geplaatst. Als hij op een andere locatie staat, voer dan deze in. Vervolgens verandert de prompt in 'D:\Python>' (of iets dergelijks) en kunnen we invoeren 'python setup.py install'. Rustig wachten tot hij klaar is. Venstertje kan worden gesloten.

5: Pronterface
Eindelijk! Bovenaan deze pagina vinden we de zip-file van Printrun, ofwel Pronterface. Uitpakken en installeren, en als het goed is kunnen we Pronterface daarna draaien.

Besturing is eigenlijk vrij simpel. Als we wat spelen met de knoppen wijst alles zichzelf. Kies de juiste poort onder 'Port', de juiste baudrate (115200) en klik 'Connect'. Pronterface zoekt de printer en maakt de verbinding. Met de x, y en z knoppen kunnen we de assen in verschillende snelheden bewegen. Zo kunnen we onze eindstops op de juiste plek krijgen. Met de 'set'-knoppen brengen we de extruder en het printoppervlak op temperatuur. Tenslotte kunnen we met 'Load file' een bestand inladen om te printen.

Onderdeel van Pronterface is Slic3r, dat veel parameters bevat die het printen specificeren, zoals snelheden, dichtheid en meer. Een goede uitleg van de Slic3r-opties staat hier en hier.