Kom igang med 3D-skriving
Lær hvordan du skriver ut ting i 3D i første del av 3D-skriverskolen.
I det siste har vi skrevet om flere spennende prosjekter som involverer 3D-skriving. Blant annet det nye konseptet som vil la deg 3D-skrive din egen Raspberry Pi-laptop og hvordan du kan lage din egen Game Boy ved hjelp av 3D-skriving og Rapsberry Pi.
En 3D-skriver er en maskin som lar deg skrive ut fysiske objekter. Dette betyr at du kan laste ned og skrive ut alt mulig rart – for eksempel en ny lampeskjerm til stuelampa eller et nytt mobildeksel.
Vi bestemte oss for å teste ut 3D-skriving i praksis, og ble med på 3D-skriver-workshop i Berlin. Utstyrt med en laptop i sekken, og masse entusiasme, møtte vi opp på FabLab Berlins lokaler i hjertet av Berlin. Her ble vi møtt av en blid og hyggelig dame fra Brasil. Hun forteller oss at hun heter Nábhila og er vår instruktør for kvelden.
Vår 3D-skriver: MakerBot Replicator 2
Nábhila starter med å fortelle at 3D-skriveren vi skal bruke idag er en Replicator 2 fra MakerBot Industries. Og i vårt første møte med den, imponerer den med sitt utseende. Den innvendige LED-belysningen som skifter farge gir 3D-skriveren et ekstra kult preg.
Vi blir fortalt at dette er en såkalt FDM-skriver, som står for Fused Deposition Modeling. Den bruker en additiv prosess, som betyr at den bygger opp modellen ved å tilføre et materiale. Modellen som skal skrives ut blir bygget opp fra bunn, lag for lag. Skriverhodet kan forflytte seg frem og tilbake i to dimensjoner. Platen som modellen blir bygget på kan bevege seg opp og ned.
Når en modell lages, skrives først det nederste laget i modellen. Når dette er ferdig, flytter platen med modellen seg et hakk ned. Så skrives neste lag på toppen av det forrige. Dette gjøres helt til alle lagene er ferdig og man sitter igjen med den komplette modellen.
Replicator 2 har både et USB-grensesnitt og en minnekortleser for SD-kort. Vi kan skrive ut ting på skriveren enten ved å koble den til en PC via USB-kabel, eller ved å lagre en klargjort modell på et SD-kort som vi plugger inn i minnekortleseren.
Vi finner en modell
Etter en introduksjon rundt 3D-skriver-teknologier, får vi beskjed om å finne en modell å skrive ut. En mulighet er å designe vår egen modell ved hjelp av et 3D-modelleringsprogram, som vi skrev om i denne artikkelen. Men det er også mulig å finne og laste ned modeller som andre har laget fra nettet. Siden vi idag skal fokusere på det å skrive ut, så velger vi å bruke en ferdiglaget modell.
Thingiverse.com er et nettsted med mange tusen modeller, som er tilgjengelig for gratis nedlasting. Her kan du finne alt fra nøkkelringer til reservedeler for kjøleskapet ditt. Det er utrolig mange interessante modeller som ligger tilgjengelig her.
Vi ble sittende alt for lenge og bla igjennom de forskjellige modellene som finnes, men til slutt klarte vi å bestemme oss for hvilken modell vi ville skrive ut idag. Nemlig en ugle-nøkkelring. Den er passe liten og har ikke så mange kompliserte detaljer. Perfekt for vår første utskrift. Vi får til og med litt skryt fra Nábhila for hvor bra modell vi har valgt. Dette lover bra.
Formatet som brukes for 3D-skriving
Vi laster ned modellen vår og ender opp med en STL-fil. Dette er det mest vanlige filformatet å bruke til 3D-printing. I dette formatet blir 3D-modellen lagret ved hjelp av en rekke små triangler, som sitter helt inntil hverandre. Tilsammen utgjør disse trianglene overflaten til modellen. Dette er også slik 3D-modeller representeres i 3D-programmering.
STL-formatet finnes i to versjoner. En binær- og en tekstversjon. Binærversjonen er mer kompakt enn tekstversjonen, men det morsomme med tekstversjonen er at vi kan åpne denne i et tekstredigeringsprogram, og se hvordan dataene ser ut. Åpner vi uglemodellen vår i et tekstredigeringsprogram kan vi for eksempel se følgende:
outer loop
vertex -3.073784e+001 5.025034e+001 3.031172e+001
vertex -3.072034e+001 5.030057e+001 3.035329e+001
vertex -3.073293e+001 5.015191e+001 3.030991e+001
endloop
Hver «vertex» representerer et punkt. Punktet er representert av tre tall som angir hvor på X-, Y- og Z-aksen punktet ligger. Tilsammen utgjør de tre punktene en trekant. Ved å endre på dataene kan vi endre 3D-modellen. Så i teorien kan du faktisk lage og redigere 3D-modeller i et helt vanlig tekstredigeringsprogram. Men hvor effektivt det er, er en helt annet sak...
Vi klargjør modellen for utskrift
Det neste vi får beskjed om å gjøre, er å klargjøre modellen for utskrift på 3D-skriveren. Som nevnt tidligere, så består skriveren av et skriverhode som kan bevege seg i X- og Y-retningen, og en plate som beveger seg i Z-retningen. Modellen bygges opp lag for lag, og derfor må modellen deles opp i lag, før skriveren kan skrive den ut. Dette kalles «slizing».
For hvert lag må skriverhodet vite hvordan det skal bevege seg for å lage det aktuelle laget. 3D-modellen blir derfor omgjort til en liste med maskinkommandoer, som f.eks. kan være noe alà: flytt skriverhodet 3 steg i X retning og 5 steg i Y-retning.
MakerBot har laget sin egen programvare for å gjøre dette, kalt MakerBot Desktop. Dette er et program som er spesialdesignet for å fungere med MakerBot sine maskiner. Programmet er gratis og enkelt å installere.
Laste inn modell i MakerBot Desktop
Når vi starter opp MakerBot Desktop, får vi mulighet til å velge hvilken type skriver vi skal skrive ut med. Vi velger Replicator 2 og får opp et 3D-bilde av omrisset til skriveren.
Vi får beskjed om å laste inn modellen vår, så vi klikker på «Add File» og velger STL-filen vi lastet ned. Dette gjør at uglen vår dukker opp som en 3D modell på skjermen, sammen med omrisset av skriveren. Nå har vi mulighet til å flytte rundt på den og skalere den, slik at vi får den akkurat slik vi vil ha. Vi plasserer den på midten av plattformen.
Velge ønskede innstillinger
Det neste vi må gjøre er å sette innstillingene for utskriften vår. Vi velger «Settings» og får opp et vindu med diverse innstillinger. Ved første øyekast virker det litt komplisert, med mange ukjente uttrykk. Men Nábhila forklarer oss at vi kan tenke på det på samme måte som når vi skal skrive ut noe på en vanlig papirskriver og må velge utskriftskvalitet, papirtype osv. Det er bare noen nye uttrykk vi trenger å lære.
Utskriftskvalitet
Først og fremst setter vi oppløsningen vi vil ha under «Resolution». Her kan vi velge mellom «Low», «Standard» og «High». Dette er oppløsningen i X- og Y- retning for hvert lag. Med lav oppløsning går det raskere å skrive ut modellen, men med høy oppløsning blir det penere detaljer. Vi velger standard oppløsning.
Lagtykkelsen, «Layer Height», angir hvor tykt hvert lag skal være. Replicator 2 støtter 0,1 – 0,3 mm lagtykkelse. Jo tynnere lag, jo penere sluttresultat. Men med tynnere lag vil det også ta lengre tid å printe. Vi velger 0,2 mm etter tips fra Nábhila.
Diverse valg for stabilitet
«Infill» angir hvor mye av innsiden på modellen som skal fylles opp. Dersom vi velger 100 %, vil modellen bli helt fylt opp på innsiden. Da blir den veldig stabil og vil tåle mye, men den vil ta lengre tid å skrive ut og bruke mye mer materiale enn nødvendig. Vi får beskjed av Nábhila om at 20 % er passende for vår figur.
«Raft» og «Supports» er valg vi kan bruke for å stabilisere modellen. Ved å velge «Raft» vil vi få en liten plate i bunn av modellen slik at den ikke skal velte. «Supports» er støttemateriale man kan bruke for å støtte opp detaljer som henger i løse luften, som for eksempel nesa på en ansiktsfigur. Siden vår ugle ser ut til å være forholdsvis veltesikker og ikke har noen store overheng, så velger vi bort disse valgene.
Resten av innstillingene lar vi være standard, og vi velger «Save Settings» for å lagre.
Eksportere til SD-kort
Neste steg i prosessen er å eksportere den klargjorte 3D-modellen til et SD-kort. For å gjøre dette, velger vi «Export print file». Når vi gjør det, så blir modellen kuttet opp i lag og gjort om til maskinkommandoer basert på de valgene vi gjorde i avsnittet over.
Det er mulig å bruke USB-kabel og koble datamaskinen direkte til printeren. Men ulempen med dette er at da må datamaskinen være tilkoblet under hele utskriften. For større modeller kan en utskrift gjerne ta noen timer, og da er det kjedelig å låse opp datamaskinen til printeren hele den perioden.
Vi velger å lagre den klargjorte modellen på et SD-kort.
Hva har vi gjort?
Frem til nå har vi funnet en modell fra Thingiverse som vi vil skrive ut, og vi har lastet denne inn i MakerBot Desktop. Vi har valgt de innstillingene vi ønsker å ha for utskriften vår, og vi har eksportert den klargjorte 3D-modellen til et SD-kort. Vi er nå klare for å få skrevet ut modellen vår på 3D-skriveren.
For å se hvordan det gikk, må du vente til del to av denne guiden.
I mellomtiden kan du lese deg opp på hvordan du velger riktig 3D-skriver.
