Aura - svit ve tmě

Aura – studentský film Izolace

Při domlouvání spolupráce na filmu Izolace, o kterém jsem psal v předchozím příspěvku, také padl dotaz, zda bych uměl vyrobit něco, co by reprezentovalo umělou inteligenci v únikovém modulu. Konkrétně se mělo jednat o světelnou rekvizitu, která by blikala podle hlasového projevu umělé inteligence, jejíž text byl předem nadabovaný. Pochopitelně jsem na to kývl.

Každý nový projekt začíná nápadem, který se dál rozvíjí.

Patrik byl opět připraven a věděl, jak má rekvizita vypadat. Tentokrát měla být inspirací trojúhelníková světla Nanoleaf. Kreativní část tedy nebyla až tak náročná.

Před realizací nápadu je nezbytný design výsledného produktu.

Vzhledem k jasné předloze nebylo těžké vymyslet design rekvizity. Hned při zadání a prohlédnutí předlohy mě napadlo pro světelnou plochu použít pryskyřici. Bylo tedy vcelku jasné, že hlavní konstrukce bude vytištěna na 3D tiskárně a světelná plocha potom pryskyřicí vylita. Jediné úskalí bylo vymyslet usazení LED, které budou hlavní plochu nasvěcovat. Zespodu jsem pak udělal malé kanálky pro vedení kabeláže.

Pro realizaci projektu je třeba naplánovat technologie výroby nového produktu.

Nakonec jsem se rozhodl světlo vytisknout v jednom kuse, přičemž otvory pro LED jsem před odléváním pryskyřice přepažil kousky plexiskla, za které jsem následně LED umístil. Celý výtisk jsem měl v plánu obrousit, aby byl povrch hladký a přestříkat bílou akrylovou barvou ve spreji. Jako vhodnější řešení se později ukázalo povrch nabarvit bílou malířskou akrylovou barvou. Aby pryskyřice nebyla čirá a světlo se rozptýlilo, použil jsem pro její "zmléčnění" bílou barvu na alkoholové bázi.

Finální fází projektu je jeho fyzická realizace.

Mechanické díly

Výšku vrstvy tisku jsem nastavil na 0,2 mm při průměru trysky 0,4 mm. Použit byl bílý PET-G.

Aura - tisk
Aura - vylití pryskyřicí

Elektronika

Světelný zdroj

Na rozdíl od tabletu nebylo nutné veškerou elektroniku schovat do těla rekvizity, protože bylo možné vyvést kabely mimo únikový modul a tam blikání světla řídit. Stejně jako u tabletu jsem se rozhodl LED umístit na kousek mosazného plíšku. Jako zdroj světla jsem použil červené SMD LED o velikosti 2835 s napájecím napětím 1,8-2,5 V a proudem 60 mA. Na půlku mosazného plíšku, jsem nalepil dvě vrstvy kaptonové folie, na které je nalepena měděná páska. Mosazný plíšek tak tvoří jeden napájecí pól, měděná folie druhý. Všechny LED jsou tedy zapojeny paralelně.

Testovací zapojení řídicí elektroniky

Teď přišla na řadu ta zábavnější část. Ne že by ta první nebyla zábavná, ale u ní jsem tak nějak věděl co dělám. Při vymýšlení řídicí elektroniky jsme musel zalovit v paměti až do dob střední školy a pro jistotu také trochu googlit... Samozřejmě než jsem došel k finálnímu zapojení, funkci jsem si ověřil na nepájivém kontaktním poli.

Aura - testovací zapojení

Řídicí elektronika

Z pokusného zapojení po několika úpravách nakonec vzniklo následující schéma a DPS:

Celá řídicí elektronika je napájená 5 V přes micro USB konektor. Vstupní zvukový signál je oddělen klasickým invertujícím zapojením operačního zesilovače s velkým zesílením. Následně je přiveden přes napěťový dělič, který určuje míru odezvy na zvukový signál, na tranzistor T2. Na jeho bázi je opět napěťový dělič, který tentokrát určuje jeho předpětí, aby bylo možné nastavit i bez přivedeného zvukového signálu slabý svit LED. Z T2 je signál přiveden na výkonový tranzistor T1, která se stará o blikání LED. Na výstupu je do série k LED zapojen ochranný rezistor a paralelně k LED ještě elektrolytický kondenzátor, který zajišťuje pozvolné rozsvěcení a zhasínání LED v rytmu zvukové stopy.

Pouzdro elektroniky

Jelikož jsem rekvizitu nedělal pro sebe a nebylo v plánu, že bych byl při natáčení "na place", chtěl jsem vše udělat jednoduché na zapojení ke zvukové aparatuře. Pro DPS jsem navrhl pouzdro s konektorem pro napájení, výstup na LED, zvukový vstup a výstup.

Aura - model pouzdra elektroniky
Aura - pouzdro elektroniky
Tablet detail CASIS

Sci-fi tablet – studentský film Izolace

Při natáčení The Blaster II z produkce Founder movies jsme měli ve štábu mimo jiné mladé filmaře a studenty tohoto řemesla, kteří nám s natáčením pomáhali. Když se na mě pak Patrik Polák, který při natáčení kameru nepustil z ruky, obrátil s dotazem, zda bych dokázal vyrobit "vesmírný tablet" pro jeho film Izolace, nebylo nad čím přemýšlet.

Každý nový projekt začíná nápadem, který se dál rozvíjí.

Patrik měl docela jasnou představu, co potřebuje. Poslal mi několik obrázků jako inspiraci a na mě pak bylo vytvořit vlastní originální návrh. Hned z kraje jsme vzhledem k rozpočtu a času na výrobu zamítli, aby tablet zobrazoval požadovanou grafiku. Ne že by to nebylo možné, ale bylo by to časově i finančně náročnější. Nakonec jsme se domluvili na tom, že tablet bude svítit a grafický obsah bude doplněn v postprodukci.

Před realizací nápadu je nezbytný design výsledného produktu.

Rozměry tabletu

Prvně bylo třeba určit si rozměr tabletu. Chtěl jsem, aby byl rám tisknutelný v jednom kuse na mojí tiskárně LUFREE 3D printer, tedy maximální rozměr byl cca 300 mm, což je pro tablet ideální. Konečný rozměr je 280*186 mm. Umístění elektroniky jsem vyřešil pomocí rozšíření pravé strany rámu a zkosení rámu, což koresponduje se "sci-fi vizuálem" celého filmu.

Mechanické uspořádání

Uprostřed rámu je plexisklo o tloušťce 4 mm, které je z boků nasvíceno. "Zobrazovací plocha" tabletu je doplněna o prvky v jiném odstínu, součástí jednoho z nich je také název projektu "CASIS". Tento nápis a mřížku jsem se rozhodl vyplnit modrou pryskyřicí. Rám je složen ze dvou částí spojených šroubky, mezi nimi se nachází veškerá elektronika a LED podsvícení.

Vzhledem k napájení z baterie a snaze o co nejmenší tloušťku tabletu bylo jasné, že pro podsvícení nebude možné použít standardní LED pásky. Proto jsem se rozhodl vyrobit vlastní, o kterých napíšu později. Díky tomu ale bylo možné prostor pro elektroniku a podsvícení udělat opravdu nízký. Tablet má výšku pouze 18 mm.

Pro realizaci projektu je třeba naplánovat technologie výroby nového produktu.

Tělo tabletu

Rám tabletu a doplňkové prvky displeje jsou vyrobeny pomocí 3D tisku. Díky PEI tiskové podložce s texturou nebyly nutné výrazné povrchové úpravy, pouze strany jsem zabrousil brusným papírem, aby nebyly patrné jednotlivé vrstvy tisku. Celý povrch jsem pak sjednotil nástřikem černé akrylové barvy. Otvory v rámu a text "CASIS" jsem vyplnil dvousložkovou pryskyřicí obarvenou modrou barvou na alkoholové bázi. Displej je tvořen plexisklem.

Finální fází projektu je jeho fyzická realizace.

Mechanické díly

Výšku vrstvy tisku jsem nastavil na 0,2 mm při průměru trysky 0,4 mm. Použit byl černý a šedý PET-G.

Elektronika

Jak jsem výše napsal, vzhledem k napájení z baterie a požadavku na co možná nejtenčí tělo tabletu jsem nemohl použít standardní LED pásky. Napájení je realizované Li-ion baterií, kterou je možné dobíjet pomocí nabíjecího modulu přes micro USB konektor. Pro výrobu LED pásku jsem použil bíle SMD LED o velikosti 0805 s napájecím napětím 2,6-3,4 V a proudem 5 mA. Pásek tvoří proužek mosazného plíšku, přes jehož polovinu jsou nalepeny dvě vrstvy kaptonové folie, na které je nalepena měděná páska. Mosazný plíšek tak tvoří jeden napájecí pól, měděná folie druhý. Všechny LED jsou tedy zapojeny paralelně. Pro ošetření vybíjení baterie a větší efektivitu jsem nepoužil předřadné rezistory, ale step-down modul, kterým jsem pro LED pásek nastavil požadovaný proud. Díky tomu nedochází při postupném vybíjení baterie k pohasínání LED a také při plně nabité baterii nehrozí jejich poškození. Spínání podsvícení zajišťuje tlačítkový spínač s aretací.

Popelník na nahřívaný tabák

Popelník na nahřívaný tabák

Myslím, že většina lidí, která chodila na keramiku, kromě svícnu také jako jeden z prvních z výtvorů vyrobila nějaký ten popelník. S betonem je to docela podobné. Po úspěšném návrhu a realizaci svícnu pro Včelaříme! jsem začal přemýšlet nad popelníkem na "špačky" z nahřívačů tabáku. V té době se v restauracích často objevovaly "heetelníky" od iqos, které se staly pro tento výtvor inspirací. Kromě vynaloženého času jsou náklady na takový popelník oproti originálu zlomkové.

Model popelníku

Základem bylo vytvořit model, jehož linie korespondovaly s originálem. Hlavním problémem, který bylo třeba vyřešit, je složení dvou částí popelníku dohromady. Zde mě napadlo vytvořit dřevěné mezikruží, díky kterému se ztratí drobné nedokonalosti betonových odlitků a oba díly popelníku proto nemusí mít dokonale totožné obvody, které k sobě zapadnou. Dřevěné mezikruží také dodává výslednému produktu na elegantnosti a vhodně beton doplňuje.

Model popelníku
Model popelníku - mezikruží

Výroba silikonové formy a betonového odlitku

Následuje výroba silikonové formy a samotný odlitek z betonu. Oběma těmto tématům se věnuji v samostatných příspěvcích. Kvůli složitosti tvaru horního dílu bylo nutné formu pro tuto část vyrobit ze dvou částí, které je možné po zaschnutí betonu od sebe oddělit a hotový výrobek tak z formy snáze vyndat.

Dřevěné mezikruží

Mezikruží je navrženo pro co nejjednodušší vyfrézování ze spárovky. Jedná se o kruh vyšší po obvodu, u středu je potom schod a snížení, do kterého zapadne vrchní díl betonového popelníku.

Frézování mezikruží
Detail mezikruží

Stojan na kapesní nabíječku nahřívače iqos

Na obrázcích si můžete všimnout vedle popelníku ještě stojanu na kapesní nabíječku nahřívače, do kterého se nasune USB-C konektor od nabíjecího adaptéru. Není tak nutné kapesní nabíječku při nabíjení "válet" po stole. Popravdě nápad výroby stojanu jsem měl dříve než popelníku a chtěl jsem ho realizovat pouze za pomoci 3D tisku, ale po dokončení prvního popelníku bylo jasné, že při použití stejných materiálů se bude jednat o další designový doplněk.

Kvůli komplikovanějšímu tvaru by nebylo snadné stojan vyrobit v celku, proto jsem ho svisle rozdělil na dvě poloviny, které jsou vyfrézovány zvlášť, následně slepeny a zabroušeny, aby tvořily jednolitý objekt. Pochopitelně stojan není univerzální, ale na míru pro zařízení iqos.

Model stojanu kapesní nabíječky
Ear saver levá strana

Ear saver

Ear saver

Asi před měsícem jsem začal pracovat na novém tvaru bavlněné roušky, a když už jsem se chystal na výrobu prototypu, došlo ke zpřísnění opatření a nutnost nosit na většině míst respirátor nebo chirurgickou roušku. To v domácích podmínkách jen tak nevyrobíte...

Aby byla zaručena těsnost průmyslově vyráběných ochranných prostředků, je třeba, aby gumičky za uši byly dostatečně napnuté a nevznikaly tak žádné průduchy. Většinu lidí ale po nějaké době gumičky začnou tlačit, při dlouhodobém nošení dokonce mohou způsobit vážná poranění.

Když nošení roušky po celou pracovní dobu začalo vadit i mně, rozhodl jsem se najít nějaký ten "ear saver", jak se tyto pomůcky nazývají. Český výraz by podle vyhledávání asi byl "držák respirátorů a ústenek". Jednoduše řečeno, gumičky nejsou zaháknuté za vaše uši, ale za pomůcku kterou máte umístěnou vzadu na hlavě. Nemusí se vždy jednat o plastový výtisk, dají se najít například i varianty látkové, háčkované, apod.

Vlastnosti ear saveru

Bohužel žádný z modelů, který jsem našel a zkusil vytisknout, mi nesedl úplně ideálně. Rozhodl jsem se proto pro vlastní návrh, který by vyhovoval všem mým požadavkům:

  • respirátor musí těsně sedět na obličeji,
  • ear saver musí být pohodlný na zátylku,
  • gumičky nebudou působit tlak na uši.

Ač se to zdá jako samozřejmost, spousta designů stahuje gumičky do jednoho bodu nad nebo pod ucho. Tím pádem je pak respirátor více přitáhnutý nahoru nebo dolů a na opačné straně tak vznikají větší mezery a respirátor dobře netěsní. Pokud takový ear saver umístíte za ucho, tak potom zase gumičky tlačí na jeho horní a spodní část. I když celkový tlak není tak velký, stále není příjemné takto respirátor nosit.

Vlastní návrh ear saveru

Můj návrh vychází z oválu, který sedne na zátylek, a upevnění gumiček respirátoru ve dvou bodech nad a pod uchem. Tím pádem na obličej respirátor sedne tak, jak jeho výrobce zamýšlel, pouze ucho nahrazuje plastový ear saver. Pro jednoduché a rychlé nasazení jsem se také rozhodl mít na jedné straně uchycení gumiček napevno a na druhou jsem navrhl vyvýšenou část se zkosením pro rychlé upnutí gumičky.

Model pro tisk si můžete stáhnout z Thingeverse.

Tisk ear saveru

Jako materiál pro tisk jsem zvolil a doporučuji PET-G, které je dostatečně pevné, ale zároveň pružné. Výška vrstvy může být 0,2 i 0,3 mm, na výslednou funkčnost to nebude mít vliv. Model nevyžaduje žádné podpory a tisk je podle nastavení vaší tiskárny hotový během 25-40 minut. Při natočení o 45° je možné tisknout na tiskovou podložku o rozměrech 200*200 mm.

Nasazení ear saveru je velice snadné a s trochou cviku již stačí jeden pohyb a respirátor ani ear saver není nutné dále nijak rovnat. Sedne vám na první dobrou.

Měřič CO2

Měřič CO2

V poslední době se rozmohl trend kontroly kvality ovzduší v prostředí nejen kanceláří, ale i domácností. Jedním z ukazatelů kvality ovzduší je koncentrace CO2. Vyrobit si zařízení, které by nám CO2 měřilo, přitom není nijak složité a náklady na jeho výrobu mohou být zlomkové oproti profesionálním produktům. Samozřejmě musíme počítat s určitou nepřesností při použití čínských senzorů bez laboratorní kalibrace, nicméně pro orientační měření bohatě postačí.

Koncentrace CO2 a jeho vliv na lidský organismus

  • 350-400 ppm - koncentrace venkovního prostředí,
  • do 1000 ppm - doporučená koncentrace CO2 ve vnitřních prostorách,
  • 1200-1500 ppm - maximální doporučená koncentrace CO2 ve vnitřních prostorách,
  • 1000-2000 ppm - příznaky únavy a snižování koncentrace,
  • 2000-5000 ppm - možné bolesti hlavy,
  • 5000 ppm - maximální bezpečná koncentrace bez zdravotních rizik,
  • nad 5000 ppm - nevolnost a zvýšený tep,
  • nad 15 000 ppm - dýchací potíže,
  • nad 40 000 ppm - možná ztráta vědomí.

Technické řešení

Jako senzor jsem zvolil velice oblíbený MH-Z19B s rozsahem 400-5000 ppm. Senzor obsahuje také PWM výstup a komunikuje po sériové lince. Práce s ním je velice snadná, protože pro Arduino existuje ověřená knihovna. K zobrazování naměřené hodnoty slouží 0,96" OLED displej a v zařízení se nachází také piezo pro signalizaci překročení přednastavených hodnot. Upozornění je záměrně dost nepříjemné, proto je zde i "touchítko" pro umlčení signalizace. Celé zařízení řídí Arduino Pro Mini.

Deska plošných spojů

Aby bylo zařízení co nejmenší, nachází se všechny komponenty z obou stran desky plošných spojů.

Krabička

Flexibilní tisková podložka s texturovaným PEI povrchem vytváří velice pěkný povrch první vrstvy výtisku, proto jsem se rozhodl vyzkoušet něco nového. Krabičku jsem navrhoval tak, aby ji bylo možné vytisknout "rozloženou" jako jsou například kartonové krabice před složením. Díky tomu všechny strany krabičky mají texturu danou PEI povrchem tiskové podložky a nejsou zde viditelné žádné vrstvy tisku.

Princip tisku krabičky

Výška tisku byla nastavena na 0,2 mm. Nejprve se vytisknou jednotlivé stěny ve vzdálenosti 0,4 mm od sebe a to ve dvou vrstvách (tedy výška 0,4 mm). Poté jedna souvislá vrstva (výška 0,2 mm), která všechny díly spojí k sobě a nad touto vrstvou již pokračuje tisk zbylých vrstev jednotlivých stran krabičky s hranou skosenou na 45°. Kvůli toleranci tiskárny jsou tyto pokračující vrstvy v základně vzdáleny 0,2 mm od sebe.

Model krabičky pro CO2
Model krabičky pro CO2 detail

Na vnitřní straně krabičky se nachází také drážky pro nasutí desky elektroniky a sloupky pro sešroubování krabičky dohromady. "Touchítko" bez problémů reaguje i přes 2mm stěnu krabičky. Na zadní a jedné boční straně se nachází průduchy pro volné proudění vzduchu.

Anycubic stroje

MSLA tisk

MSLA tiskárny (Mask Stereolitography) jsou ideální pro malé výtisky, u kterých je kladen velký důraz na detail. Tiskárna Anycubic Photon, kterou mám ve svém vybavení, disponuje tiskovou kapacitou 115*65*155 mm a rozlišením 47 μm (XY) a 25 μm (Z). "Temnou" stránkou této technologie je značný nepořádek, který provází především čištění jak tiskárny, tak samotného výtisku po jeho dokončení. Pryskyřici je možné v tiskárně ponechat pro další tisk, ale nedoporučuje se ji tam "skladovat" dlouhodobě. Výtisk proti tomu je vhodné nechat chvilku "okapat", následně umýt v isopropylalkoholu, a poté „dotvrdit“ pomocí UV záření. K tomu slouží Anycubic Wash & Cure Machine.

Nechci se zde věnovat technologii samotné nebo recenzi produktů Anycubic, ale vychytávkám, které se mohou při využití této technologie tisku hodit.

Anycubic Photon

S trochou nadsázky by se dalo říci, že tento model je v současné době zastaralý. Při uvedení na trh se jednalo o leadera v této kategorii, protože to byla jedna z prvních komerčních MSLA tiskáren cenově dostupných široké veřejnosti. Postupem času se na trh dostalo mnoho konkurenčních tiskáren s podobnými parametry ve stejné cenové kategorii. Následně i její nástupci, kteří měly vychytané některé neduhy, kterými tato tiskárna může trpět. Nyní začíná éra MSLA tiskáren s monochromatickými displeji pro maskování. Ty mají díky redukci pixelů z RGB na monochromatické větší propustnost UV záření a tudíž na vytvrzení stačí kratší čas expozice vrstvy. Z toho plyne několikanásobně rychlejší tisk.

Pomůcky pro tisk

Nechte pryskyřici okapat

Po dokončení tisku je na povrchu výtisku i tiskové podložce stále značné množství nevytvrzené pryskyřice. Bylo by možné ji rovnou opláchnout v isopropylalkoholu, ale tím bychom nejen plýtvali drahocenným materiálem, ale také urychlili kontaminaci isopropylalkoholu pryskyřicí a bylo by třeba ho častěji měnit. Proto je vhodné nechat výtisk okapat. K tomu může sloužit redukce, která tiskovou podložku podrží nad nádržkou s pryskyřicí pod úhlem 45°, aby se tento proces zefektivnil a urychlil.

Anycubic Wash & Cure Machine

Omytí výtisků

Výtisky se oplachují zpravidla isopropylalkoholem. V začátcích jsem měl dvě nádoby s isopropylalkoholem. V první jsem výtisk nechal pěkně "vykoupat" a očistil nahrubo od zbytku pryskyřice. Následoval přesun do druhé nádoby, kde probíhalo mytí "načisto". V první nádobě bylo nutné isopropylalkohol častěji měnit, respektive jsem vždy po nějakém čase z nádoby "číslo dvě" udělal nádobu "číslo jedna" a na finální umývání používal opět čerstvý, čistý isopropylalkohol. Tento způsob je značně nepohodlný a nadělá se při něm spousta nepořádku. Pořídil jsem si tedy Anycubic Wash & Cure Machine. S tímto pomocníkem je oplachování "pohádka". Jedná se o tak čistý proces, že v mnoha případech ani nepoužívám ochranné nitrilové rukavice a když už, tak mi stačí jedna nebo dvě. Dříve to bylo několik párů.

Vytvrzení výtisků

Opět se vrátím do minulosti, kdy jsem ze začátku zkoušel vytvrzovat výtisky na slunci na parapetu za oknem. Kromě malé efektivity tento způsob také může způsobit "zežloutnutí" pryskyřice. Později jsem pro vytvrzování používal UV světlo, které mám na osvit fotocitlivé vrstvy při výrobě DPS. Toto také nebylo ideální řešení vzhledem k osvitu vždy pouze z jedné strany, a tudíž nutnosti výtisky postupně otáčet a celkově delšího času vytvrzování. Ideální řešení nabídla až již zmiňovaná Anycubic Wash & Cure Machine.

Mytí MSLA výtisků

Úklid

Skladování pryskyřice

K nejméně příjemným částem MSLA tisku patří úklid. Jak jsem již napsal, po tisku je možné nechat pryskyřici v tiskárně pro další použití. To se ovšem nedoporučuje při delších prodlevách mezi tisky. Rozhodně by tento čas neměl překročit několik dní. Kromě jiných problémů u barevných pryskyřic může také docházet k usazování pigmentu. Pokud ponechám pryskyřici v tiskárně, je vhodné ji také něčím zakrýt, aby se minimalizovalo případné pronikání světla do nádržky. K tomu může posloužit kryt vytištěný na klasické FDM tiskárně.

Druhou možností je pryskyřici nalít zpět do nádoby. K tomu je nutné použít síto. S tiskárnami bývají dodávány filtry pro malířské barvy, které jsou účinné, ale bohužel jednorázové. Druhou možností je použití kovového sítka. Pro zjednodušení je možné použít stojan na nádobku s pryskyřicí, aby se nám vrátilo co největší množství nevyužité pryskyřice k dalšímu použití.

Filtrace isopropylalkoholu

Po nějakém čase dojde ke kontaminaci isopropylalkoholu pryskyřicí a jejími pigmenty. Přemýšlel jsem nad snížením nutnosti jeho výměny za nový a napadlo mě použít kávový filtr pro jeho vyčištění. Tento postup funguje velice dobře a omezuje tak nutnost časté likvidace isopropylalkoholu a jeho výměny. Nemusím snad připomínat, že s pryskyřicí, isopropylalkoholem a vším, co přijde s těmito chemikáliemi do styku, by se mělo zacházet jako s nebezpečným materiálem a stejným způsobem by se mělo i likvidovat.

Prostředky pro filtraci IPA
Kávový filtr
Kontaminovaný IPA
Čistý IPA
Monoprice Select Mini Pro 3D Printer

Monoprice Select Mini Pro 3D Printer

Na začátku 2020 roku jsem do vybavení pořídil tiskárnu Monoprice Select Mini Pro 3D Printer. Pro svou menší tiskovou kapacitu je určena pro malé výtisky, případně jako pojistka při poruše nebo nutnosti vytisknout náhradní díly pro LUFREE 3D printer.

Před zveřejněním příspěvku jsem bohužel zjistil na stránkách výrobce informaci: "This item has been discontinued". No, co se dá dělat. I tak si myslím, že se jedná o zajímavé čtení. Navíc tiskárna se dá stále sehnat v různých doprodejích, případně je v prodeji její předchůdce Monoprice MP Select Mini 3D Printer V2.

Downgrade firmware

Tiskárna disponuje vyhřívanou podložkou a funkcí jejího automatického vyrovnání. První testovací výtisk proběhl bez problémů (na úvodní fotografii), nicméně již při dalším tisku s touto funkcí začaly být problémy. Přestože by se nastavení výšky tiskové hlavy mělo přizpůsobit nerovnostem podložky stávalo se, že na jedné straně byla tisková hlava blíže k podložce a na druhé dále od ní. Po několika pokusech jsem došel k závěru, že je to způsobeno tím, že kontrolní body, pro vyrovnání podložky, které si tiskárna před tiskem změří, byly umístěny příliš blízko ke středu tiskové podložky. Tento závěr se mi potvrdil i na základě pátrání po řešení tohoto problému, když jsem objevil stránku https://www.mpselectmini.com/, kde v sekci firmware lze najít informaci:

"v51 is not available for download. I prefer v50 anyways because the bed leveling probe points are further from the center of the bed. v51 for some reason probes 4 points in a small square near the center of the build plate."

S menšími napětím jsem tedy provedl downgrade z v51 na v50. K žádné viditelné změně na první pohled nedošlo, ovšem vyrovnání podložky již probíhá více u jejich krajů, tudíž je přesnější.

Vyhřívaná podložka

Jak jsem napsal výše, tiskárna je vybavena vyhřívanou podložkou. Podložku tvoří hliníkový plech o tloušťce 3 mm a rozměrech 165*130 mm (z toho tisknutelná plocha 120*120 mm), který je odnímatelný, upevněný pomocí magnetů na topném tělesu. To je tvořeno topnou DPS na hliníkovém plechu o tloušťce 1 mm a rozměrech 80*80 mm. Z toho plyne, že vyhřívání neprobíhá po celé ploše podložky, ale pouze v jejím středu.

Monoprice Select Mini Pro 3D Printer

Rozložení teploty na tiskové podložce

Vzhledem k provedení vyhřívání podložky je jasné, že teplota bude zpočátku nerovnoměrně rozložená na tiskové podložce. Proto jsem se rozhodl provést experiment s mojí termokamerou, abych mohl sledovat rozložení teploty v průběhu zahřívání. Cílovou teplotu jsem nastavil na maximální možnou, tedy 70 °C, a průběžně měřil teplotu ve středu a na okraji podložky. Celý proces zahřívání podložky je vidět v následujícím videu. Pod videem najdete fotografie z termokamery a popisek k různým časům průběhu zahřívání.

Monoprice Select Mini Pro 3D Printer - Rozdíl teplot
Monoprice Select Mini Pro 3D Printer - Umístění termistoru

Z umístění termistoru (na fotografii je vidět fixace žlutou kaptonovou páskou), který teplotu podložky snímá, je také zřejmé, že teplota, zobrazená na displeji tiskárny se na teplotě podložky "projeví" se zpožděním. Přesnost také nemusí být úplně perfektní.

K zapnutí vyhřívání došlo v 7. sekundě záznamu. V tomto okamžiku tiskárna udává teplotu podložky 26 °C.

Již po 5 sekundách, tedy v čase 00:12:00, je vidět změna teploty. Teplota podložky dle tiskárny je 29°C, teplota podložky dle termokamery je 23,1 °C.

Monoprice Select Mini Pro 3D Printer - Teplota 29 střed
Monoprice Select Mini Pro 3D Printer - Teplota 25 okraj

V čase 00:30:00 je teplota podložky dle tiskárny 42 °C.

Teplota podložky dle termokamery na středu je 29,0 °C.

Teplota podložky dle termokamery na okraji je 24,5 °C.

Monoprice Select Mini Pro 3D Printer - Teplota 40 střed
Monoprice Select Mini Pro 3D Printer - Teplota 33 okraj

V čase 01:20:00 je teplota podložky dle tiskárny 53 °C.

Teplota podložky dle termokamery na středu je 39,7 °C.

Teplota podložky dle termokamery na okraji je 33,1 °C.

Monoprice Select Mini Pro 3D Printer - Teplota 46 střed
Monoprice Select Mini Pro 3D Printer - Teplota 40 okraj

V čase 02:00:00 je teplota podložky dle tiskárny 59 °C.

Teplota podložky dle termokamery na středu je 45,9 °C.

Teplota podložky dle termokamery na okraji je 39,7 °C.

Monoprice Select Mini Pro 3D Printer - Teplota 55 střed
Monoprice Select Mini Pro 3D Printer - Teplota 47 okraj

V čase 03:00:00 je teplota podložky dle tiskárny 66 °C.

Teplota podložky dle termokamery na středu je 54,6 °C.

Teplota podložky dle termokamery na okraji je 47,4 °C.

Monoprice Select Mini Pro 3D Printer - Teplota 59 střed
Monoprice Select Mini Pro 3D Printer - Teplota 52 okraj

K dosažení cílové teploty 70 °C dochází dle tiskárny v čase 03:35:00.

Teplota podložky dle termokamery na středu je 58,6 °C.

Teplota podložky dle termokamery na okraji je 52,7 °C.

Monoprice Select Mini Pro 3D Printer - Teplota 65 střed
Monoprice Select Mini Pro 3D Printer - Teplota 59 okraj

Přibližně po dalších třech minutách je dosaženo maximální teploty podložky ve středu 65,2 °C.

Na okraji má podložka v tuto chvíli 59,0 °C.

Monoprice Select Mini Pro 3D Printer - Topná plocha

Teplotní offset termistoru

Na poslední fotografii z termokamery je vidět důvod, proč se teplota podložky po dosažení cílové hodnoty již nezvyšuje - samotné topné těleso má v tuto chvíli cílových 70 °C, a proto tuto teplotu tiskárna udržuje. Pokud bychom chtěli mít cílovou teplotu na povrchu tiskové podložky, bylo by třeba počítat s postupným snižováním teploty směrem dále od topného tělesa a spočítat vhodný offset pro cílovou teplotu na termistoru - v tomto případě +5 °C.

Přilnavost tiskové podložky

Vyhřívaná tisková podložka značně zjednodušuje uchycení výtisku na jejím povrchu, u některých materiálů je přímo nutností. Uvádí se, že PLA nepotřebuje vyhřívanou podložku, nicméně často se setkávám s tiskaři, kteří pro různé materiály používají pro lepší přilnavost na podložku ještě další přípravky jako "glue stick" (lepidlo na papír), lak na vlasy nebo speciální spreje (předpokládám, že téměř totožné s lakem na vlasy, jen bez parfému) či další přípravky jako Magigoo, apod. Já jsem se od začátku snažil, a ve většině případů úspěšně, tisknout bez těchto dalších preparátů. Důležitým elementem je také povrch tiskové podložky. V začátcích jsem úspěšně používal různé "Build Plate Stickers" (něco jako BuildTak - jiný obchodní název neznám), který má na tiskové podložce i Monoprice Select Mini Pro 3D Printer. V poslední době přecházím u tiskáren na magnetické podložky z pružinové oceli s texturovaným PEI povrchem, což čeká i tuto tiskárnu.

Silikonové formy, odlitky z betonu a novinka ve vybavení

Silikonové formy a odlitky z betonu

Před nějakým časem jsem začal experimentovat s výrobou vlastních silikonových forem a s jejich pomocí vyrábět odlitky z betonu a pryskyřice. Po úspěšných začátcích jsem se rozhodl rozšířit vybavení své dílny o vakuovou vývěvu, která může být při výrobě postradatelným, ale zároveň i velmi užitečným nástrojem.

UPS se superkapacitory pro 3D tiskárnu

Záložní zdroj „μUPS“

Součástí tiskárny LUFREE 3D printer je i ovládací panel MKS TFT24 s Wi-Fi modulem MKS TFT-WIFI V1.0. K tomuto panelu je připojen modul detekce výpadku napájecího napětí, díky kterému si je ovládací panel schopen, v případě detekce odpojení napájení tiskárny, uložit aktuální stav tisku a odjet s tiskovou hlavou od výtisku, aby se již vytištěný plast před vychlazením tiskové hlavy opět neroztavil. Po obnovení napájení je možné pokračovat v tisku na místě, kde tiskárna skončila.

Vzhledem k tomu, že ale napájecí zdroj tiskárny nemá dostatečnou kapacitu výstupních kondenzátorů k tomu, aby byl ovládací panel všechny tyto úkony schopen vykonat, rozhodl jsem se sestrojit "μUPS", která napájení podrží nezbytně nutnou dobu.

Základem zařízení je superkapacitor 20 F/16 V. A nebyl bych to já, kdybych si k tomu nepřidal nějakou tu "inteligenci" s Arduinem. I přes to jsem chtěl, aby zařízení bylo co nejjednodušší, proto jsem se rozhodl použít ATtiny85. Samozřejmě nesmí chybět 0,91"OLED displej, který indikuje status a několik parametrů zdroje.

Nabíjení/nabitý stav zdroje:

  • Vstupní napětí
  • Napětí superkapacitoru
  • Nabíjecí proud

Po spuštění záložního zdroje:

  • Výstupní napětí
  • Napětí superkapacitoru

Aby nedošlo k velkému proudovému nárazu při připojení napájení superkapacitoru, je nabíjení realizováno přes výkonový rezistor 12 ohm/25W. Nabíjení je tedy pozvolnější a trvá několik minut. Vstupní napětí i napětí na superkapacitoru je monitorováno pomocí A/D převodníků, které jsou součástí ATtiny85. Jakmile je dosaženo dostatečného napětí na superkapacitoru, je tento stav indikován na displeji. V okamžiku, kdy dojde k výpadku napájecího napětí, začne se superkapacitor vybíjet přes Schottkyho diodu (použita pro menší přechodové napětí 0,55 V). Jakmile výstupní napětí klesne pod cca 7 V, dojde k odpojení superkapacitoru pomocí relé (místo SSR je zde použito klasické elektromagnetické) a celý zdroj se tím vypne. Díky tomu nedochází k úplnému vybití superkapacitoru a také se nestane, že napájení řídicí elektroniky tiskárny klesne pod 5 V.

Po nějaké době, kdy mi záložní stroj jen tak ležel na stole vedle tiskárny, jsem navrhl a vytiskl zapouzdření, které mi umožnilo montáž přímo na tiskárnu. Ačkoliv umístění není ideální, zdroj nikde nepřekáží a data na displeji jsou dobře čitelná.

Model pouzdra UPS záložního zdroje pro 3D tiskárnu
Anycubic stroje

Nová Anycubic Wash & Cure Machine

Nová Anycubic Wash & Cure Machine

Moje "rodinka" Anycubic strojů se rozrostla o Anycubic Wash & Cure Machine!

Pravděpodobně víte, že tisk pomocí MSLA tiskárny (Mask Stereolitography) je ideální pro malé výtisky, u kterých je kladen velký důraz na detail. Tiskárna Anycubic Photon, kterou mám ve svém vybavení, disponuje tiskovou kapacitou 115*65*155 mm a rozlišením 47 μm (XY) a 25 μm (Z). "Temnou" stránkou této technologie je značný nepořádek, který provází především čištění jak tiskárny, tak samotného výtisku po jeho dokončení. Pryskyřici je možné v tiskárně ponechat pro další tisk, ale nedoporučuje se ji tam "skladovat" dlouhodobě. Výtisk proti tomu je vhodné nechat chvilku "okapat", následně umýt v isopropylalkoholu, a poté „dotvrdit“ pomocí UV záření. K tomu slouží právě Anycubic Wash & Cure Machine.

Vybavení