3D印表機 DIY 建構筆記

2014年1月30日星期四

[列印作品] 橡皮筋槍 Rubber Band Gun

下載模型：http://www.thingiverse.com/thing:217067

[列印作品] 忍者龜 TMNT base model

模型下載位置：http://www.thingiverse.com/thing:235178
列印機器：Air2
擠出頭：E3D
塑料：PLA
氣溫約16度
濕度約50%
無熱床

KISSlicer切片設定概要：

線寬0.4mm
層高0.2mm
第一層溫度190度
溫度190度
回抽距離1mm
回抽速度10mm/s
回抽抬高Z軸0.2mm
支撐型態Medium support
支撐角度60度
支撐間隙0.2mm
列印速度約50mm/s

KISSlicer詳細設定：

; KISSlicer - FREE

; Windows

; version 1.1.0.14

; Built: May 8 2013, 11:25:54

; Running on 4 cores

;

; Saved: Wed Jan 29 00:11:04 2014

; 'TurtlesWithHead.gcode'

;

; *** Printer Settings ***

;

; printer_name = Default

; bed_STL_filename =

; extension = gcode

; cost_per_hour = 200

; g_code_prefix = 4D31303420533C54454D503E3B0A4732383B0A4D3130

; 3920533C54454D503E0A4D3832

; g_code_warm = 3B2053656C6563742065787472756465722C207761726D

; 2C2070757267650A0A3B2035442D7374796C650A4D31303420533C54

; 454D503E0A0A

; g_code_cool = 3B2047756172616E746565642073616D65206578747275

; 6465722C20636F6F6C696E672920646F776E0A0A3B2035442D737479

; 6C650A4D31303420533C54454D503E0A

; g_code_N_layers = 3B204D617962652072652D686F6D65205820262059

; 3F

; g_code_postfix = 0A4D313034205330203B207475726E206F666620746

; 56D70657261747572650A47312046333030302020583C582B353E205

; 932303020203B20686F6D65205820617869730A4D383420202020203

; B2064697361626C6520

; post_process = NULL

; every_N_layers = 0

; num_extruders = 1

; firmware_type = 2

; add_comments = 1

; fan_on = M106

; fan_off = M107

; fan_pwm = 0

; add_m101_g10 = 0

; z_speed_mm_per_s = 3

; z_settle_mm = 0.4

; bed_size_x_mm = 200

; bed_size_y_mm = 200

; bed_size_z_mm = 150

; bed_offset_x_mm = 100

; bed_offset_y_mm = 100

; bed_offset_z_mm = 0

; bed_roughness_mm = 0.4

; travel_speed_mm_per_s = 90

; first_layer_speed_mm_per_s = 20

; dmax_per_layer_mm_per_s = 50

; xy_accel_mm_per_s_per_s = 2000

; lo_speed_perim_mm_per_s = 30

; lo_speed_solid_mm_per_s = 30

; lo_speed_sparse_mm_per_s = 30

; hi_speed_perim_mm_per_s = 80

; hi_speed_solid_mm_per_s = 80

; hi_speed_sparse_mm_per_s = 80

; ext_gain_1 = 1

; ext_material_1 = 4

; ext_axis_1 = 0

; ext_gain_2 = 1

; ext_material_2 = 0

; ext_axis_2 = 0

; ext_gain_3 = 1

; ext_material_3 = 0

; ext_axis_3 = 0

; model_ext = 0

; support_ext = 0

; support_body_ext = 0

; raft_ext = 0

; solid_loop_overlap_fraction = 0.5

;

; *** Material Settings for Extruder 1 ***

;

; material_name = Copy of PLA i3 190

; g_code_matl = 3B204D617962652073657420736F6D65206D6174657269

; 616C2D737065636966696320472D636F64653F

; fan_Z_mm = 0.5

; fan_loops_percent = 100

; fan_inside_percent = 100

; fan_cool_percent = 100

; temperature_C = 190

; keep_warm_C = 80

; first_layer_C = 190

; bed_C = 0

; sec_per_C_per_C = 0

; flow_min_mm3_per_s = 1

; flow_max_mm3_per_s = 12

; destring_suck = 1

; destring_prime = 1

; destring_min_mm = 1

; destring_trigger_mm = 2

; destring_speed_mm_per_s = 10

; Z_lift_mm = 0.2

; min_layer_time_s = 60

; wipe_mm = 5

; cost_per_cm3 = 0

; flowrate_tweak = 1

; fiber_dia_mm = 1.75

; color = 0

;

; *** Style Settings ***

;

; style_name = Default

; layer_thickness_mm = 0.2

; extrusion_width_mm = 0.4

; num_loops = 3

; skin_thickness_mm = 1

; infill_extrusion_width = 0.4

; infill_density_denominator = 5

; stacked_layers = 1

; use_destring = 1

; use_wipe = 0

; loops_insideout = 0

; infill_st_oct_rnd = 1

; inset_surface_xy_mm = 0.1

; seam_jitter_degrees = 0

; seam_depth_scaler = 1

;

; *** Support Settings ***

;

; support_name = sample support

; support_sheathe = 0

; support_density = 3

; support_inflate_mm = 0

; support_gap_mm = 0.2

; support_angle_deg = 60

; support_z_max_mm = -1

; sheathe_z_max_mm = -1

; raft_mode = 1

; prime_pillar_mode = 0

; raft_inflate_mm = 2

;

; *** Actual Slicing Settings As Used ***

;

; layer_thickness_mm = 0.2

; extrusion_width = 0.4

; num_ISOs = 3

; wall_thickness = 1

; infill_style = 6

; support_style = 3

; support_angle = 59.9

; destring_min_mm = 1

; stacked_infill_layers = 1

; raft_style = 1

; extra_raft_depth = 0.4

; oversample_res_mm = 0.125

; crowning_threshold_mm = 1

; loops_insideout = 0

; solid_loop_overlap_fraction = 0.5

; inflate_raft_mm = 2

; inflate_support_mm = 0

; model_support_gap_mm = 0.2

; infill_st_oct_rnd = 1

; support_Z_max_mm = 1e+020

; sheathe_Z_max_mm = 0

; inset_surface_xy_mm = 0.1

; seam_jitter_degrees = 0

; seam_depth_scaler = 1

; Speed vs Quality = 0.59

; Perimeter Speed = 50.50

; Solid Speed = 50.50

; Sparse Speed = 50.50

2014年1月28日星期二

[列印作品] 魚骨掛勾 Fish Bone Wall Hanger

模型下載位置：

http://www.thingiverse.com/thing:232464

列印機器：Air2
擠出頭：E3D
塑料：PLA

氣溫約16度
濕度約50%
無熱床

KISSlicer切片設定概要：

線寬0.4mm
層高0.2mm
第一層溫度190度
溫度190度
回抽距離1mm
回抽速度10mm/s
回抽抬高Z軸0.2mm
支撐型態 Coarse support
支撐角度60度
支撐間隙0.2mm
列印速度約50mm/s

KISSlicer詳細設定：

; KISSlicer - FREE
; Windows
; version 1.1.0.14
; Built: May 8 2013, 11:25:54
; Running on 4 cores
;
; Saved: Mon Jan 27 21:41:40 2014
; 'fish_bone_wall_hanger_01.gcode'
;
; *** Printer Settings ***
;
; printer_name = Default
; bed_STL_filename =
; extension = gcode
; cost_per_hour = 200
; g_code_prefix = 4D31303420533C54454D503E3B0A4732383B0A4D3130
; 3920533C54454D503E0A4D3832
; g_code_warm = 3B2053656C6563742065787472756465722C207761726D
; 2C2070757267650A0A3B2035442D7374796C650A4D31303420533C54
; 454D503E0A0A
; g_code_cool = 3B2047756172616E746565642073616D65206578747275
; 6465722C20636F6F6C696E672920646F776E0A0A3B2035442D737479
; 6C650A4D31303420533C54454D503E0A
; g_code_N_layers = 3B204D617962652072652D686F6D65205820262059
; 3F
; g_code_postfix = 0A4D313034205330203B207475726E206F666620746
; 56D70657261747572650A47312046333030302020583C582B353E205
; 932303020203B20686F6D65205820617869730A4D383420202020203
; B2064697361626C6520
; post_process = NULL
; every_N_layers = 0
; num_extruders = 1
; firmware_type = 2
; add_comments = 1
; fan_on = M106
; fan_off = M107
; fan_pwm = 0
; add_m101_g10 = 0
; z_speed_mm_per_s = 3
; z_settle_mm = 0.4
; bed_size_x_mm = 200
; bed_size_y_mm = 200
; bed_size_z_mm = 150
; bed_offset_x_mm = 100
; bed_offset_y_mm = 100
; bed_offset_z_mm = 0
; bed_roughness_mm = 0.4
; travel_speed_mm_per_s = 90
; first_layer_speed_mm_per_s = 20
; dmax_per_layer_mm_per_s = 50
; xy_accel_mm_per_s_per_s = 2000
; lo_speed_perim_mm_per_s = 30
; lo_speed_solid_mm_per_s = 30
; lo_speed_sparse_mm_per_s = 30
; hi_speed_perim_mm_per_s = 80
; hi_speed_solid_mm_per_s = 80
; hi_speed_sparse_mm_per_s = 80
; ext_gain_1 = 1
; ext_material_1 = 4
; ext_axis_1 = 0
; ext_gain_2 = 1
; ext_material_2 = 0
; ext_axis_2 = 0
; ext_gain_3 = 1
; ext_material_3 = 0
; ext_axis_3 = 0
; model_ext = 0
; support_ext = 0
; support_body_ext = 0
; raft_ext = 0
; solid_loop_overlap_fraction = 0.5
;
; *** Material Settings for Extruder 1 ***
;
; material_name = Copy of PLA i3 190
; g_code_matl = 3B204D617962652073657420736F6D65206D6174657269
; 616C2D737065636966696320472D636F64653F
; fan_Z_mm = 0.5
; fan_loops_percent = 100
; fan_inside_percent = 100
; fan_cool_percent = 100
; temperature_C = 190
; keep_warm_C = 80
; first_layer_C = 190
; bed_C = 0
; sec_per_C_per_C = 0
; flow_min_mm3_per_s = 1
; flow_max_mm3_per_s = 12
; destring_suck = 1
; destring_prime = 1
; destring_min_mm = 1
; destring_trigger_mm = 2
; destring_speed_mm_per_s = 10
; Z_lift_mm = 0.2
; min_layer_time_s = 60
; wipe_mm = 5
; cost_per_cm3 = 0
; flowrate_tweak = 1
; fiber_dia_mm = 1.75
; color = 0
;
; *** Style Settings ***
;
; style_name = Default
; layer_thickness_mm = 0.2
; extrusion_width_mm = 0.4
; num_loops = 3
; skin_thickness_mm = 1
; infill_extrusion_width = 0.4
; infill_density_denominator = 5
; stacked_layers = 1
; use_destring = 1
; use_wipe = 0
; loops_insideout = 0
; infill_st_oct_rnd = 1
; inset_surface_xy_mm = 0.1
; seam_jitter_degrees = 0
; seam_depth_scaler = 1
;
; *** Support Settings ***
;
; support_name = sample support
; support_sheathe = 0
; support_density = 1
; support_inflate_mm = 0
; support_gap_mm = 0.2
; support_angle_deg = 60
; support_z_max_mm = -1
; sheathe_z_max_mm = -1
; raft_mode = 1
; prime_pillar_mode = 0
; raft_inflate_mm = 2
;
; *** Actual Slicing Settings As Used ***
;
; layer_thickness_mm = 0.2
; extrusion_width = 0.4
; num_ISOs = 3
; wall_thickness = 1
; infill_style = 6
; support_style = 1
; support_angle = 59.9
; destring_min_mm = 1
; stacked_infill_layers = 1
; raft_style = 1
; extra_raft_depth = 0.4
; oversample_res_mm = 0.125
; crowning_threshold_mm = 1
; loops_insideout = 0
; solid_loop_overlap_fraction = 0.5
; inflate_raft_mm = 2
; inflate_support_mm = 0
; model_support_gap_mm = 0.2
; infill_st_oct_rnd = 1
; support_Z_max_mm = 1e+020
; sheathe_Z_max_mm = 0
; inset_surface_xy_mm = 0.1
; seam_jitter_degrees = 0
; seam_depth_scaler = 1
; Speed vs Quality = 0.59
; Perimeter Speed = 50.50
; Solid Speed = 50.50
; Sparse Speed = 50.50

用SketchUp繪製玻璃架

2014年1月24日星期五

為什麼擠出頭的喉管需要散熱??

從 J-Head 鐵氟龍管中清理出來，倒流之後黏在鐵氟龍管內側的塑料。這就是擠出頭卡住的元兇。

大家裝機器的心情，都相當興奮，恨不得可以趕快開始列印。幾乎所有的同好，都會在還沒裝喉管散熱風扇之前，就急著開始列印。運氣好的可以印個小方盒什麼的沒問題，運氣不好的就是擠料完全擠不動，然後墮入清噴頭地獄。為什麼擠出機構會需要散熱呢?不是把塑料熔化後，軟軟得，就能擠出了嗎??很可惜，事與願違。擠出機構的喉管，一定要有良好的散熱，才能保證順利不斷得擠料。

RepRap SpoolHead 部落格上的這張圖片，可以很清楚得解釋為什麼喉管需要散熱。

擠出頭最前端有加熱管，會把塑料熔化成膠態。後頭的塑料繼續往前推擠，就可以讓膠態的塑料從噴孔擠出。這是運作原理。但是喉管中心通道鑽孔的孔徑，一定要大於塑料的直徑。甚至塑料本身直徑有誤差，有時候會稍微細一點。所以喉管通孔跟塑料之間，一定會有間隙。前端熔化的塑料，受到擠壓後，不只會從噴孔擠出，也會從後端的間隙倒流(Back flow)回去。一般不常看到能像圖中那樣誇張得從喉管後端溢出，但是如果倒流的距離稍長，會發生的就是塑料跟侯管之間的摩擦力變得很大，進退不得。

解決的辦法是讓侯管散熱。加熱頭以外的部分，盡量散熱。例如圖中 Heat sink (散熱片)的位置，盡量散熱，讓溫度低到能夠使倒流的塑料凝固，達到阻止倒流的目的。凝固的部分雖然也會增加摩擦力，但是範圍控制得夠小，摩擦力增加的幅度就會受到控制。

E3D 拆解照片

全金屬的E3D擠出頭，就在喉管段熱環以上，安排了散熱環的機構。照片中，最上面起算，依序是"散熱環"、喉管、加熱鋁塊、黃頭噴嘴。喉管中間還特別車薄，用意就是要減少熱量透過喉管繼續向上傳遞。最上面散熱環，做這麼大量的散熱面積，就是要降低溫度，減少倒流的問題。雖然散熱環很大，但是喉管跟散熱環之間的螺紋，接觸面積有限，導熱效果不夠好，使得喉管上半部溫度仍然無法有效降低。建議可以在喉管上半段塗抹散熱膏。(塗多一點，安裝好之後如果有溢出，擦掉就好。)再配合風扇吹散熱環，才能夠有效得降低喉管的溫度。筆者的E3D，散熱處理好之後，已經穩定得工作三、四個月都沒有卡住過了。

圖片來源：J-Head MK-IV Hot End Clone Design Quick Review

1.75mm塑料的 J-Head ，設計比較特別，喉管中心使用鐵氟龍管套住塑料，一路從尾端貫穿到擠出孔。鐵氟龍管本身散熱效果並不好，塑料會倒流的距離應該滿長的。照理說磨擦力應該會很大，但是鐵弗龍的特性就是很光滑，表面磨擦力很小，所以仍然能夠擠出塑料。但是良好的散熱，還是可以幫助 J-Head 擠料順暢些。如果都不為 J-Head 做散熱，雖仍然有機會能夠順利擠料，但是如果整隻黑色PEEK管溫度漸漸升高，是有可能會把 PLA 列印的J-Head 支架加熱到軟化變型。這樣 J-Head 就會歪斜、晃動，也不好。總之散熱風扇還是不能省的。

ATOM早期版本的 J-Head散熱機構

ATOM早期版本的 J-Head 散熱機構，使用一顆強力蝸牛風扇，搭配從上而下整個圍起來的罩子，讓 J-Head 黑色喉管能夠盡量散熱。風的出口朝下，又順便吹工件，真是一舉數得啊！

Prusa i3 Direct Drive Bowden Extruder

Simon 設計的風扇架，可以直接扣住J-Head，相當實用。J-Head吹風，才能保證長時間列印不出問題。

設計中的 CraneRAP，有專門為 J-Head 設計散熱風扇罩。

設計中的 CraneRAP，有專門為 J-Head 設計散熱風扇罩。結合了 J-Head夾具、風扇架，以及集中風力用的風扇罩。期望能夠讓 J-Head 長時間順利得擠料。

3D列印較大型的物件，動輒需要十幾個小時。如果擠出頭印了十個小時之後發生阻塞不通，那之前辛苦列印十小時的工件就要毀於一旦了！！(不是毀於"一夕之間"，是"一旦"。擠出頭都會挑太陽剛起來，但是你還沒睡醒的時候罷工!!)長時間列印最怕機器不穩定，尤其是快印完之前，會非常擔心機器的狀況。擠出頭喉管散熱是相當關鍵的一個環節，能夠減少列印失敗的機率。千萬要耐心得把喉管散熱風扇安裝好阿！！！！希望不要再有人來問我為什麼擠不出料、j-head怎麼會卡住了~~

update (2014/01/28)
同事的機器一直印不順，吐料不順。把貼在黑色PEEK上的耐熱膠帶去除之後，說就能夠順利列印了。早就說要拆掉，一直不信邪，今天終於乖乖拆掉耐熱膠帶，然後就能順利印。

2014年1月22日星期三

KISSLIcer Support "Gap" 測試

開支架雖然可以幫助懸空(Overhang)的模型能夠列印，但是仍然有缺點，沒辦法完美得列印。雖然如此，良好的設定，還是可以幫助懸空的模型有較好的表現。這裡針對KISSLicer的Gap參數，做了測試。

Gap 只的是模型懸空處，與支架之間的垂直距離。設得少，可以完全支撐懸空的部分，但是會讓支架與模型黏合得很緊密，難以拆卸。如果使用水溶性支架塑材列印支架，可以考慮把Gap設成零。設的多，會讓懸空的部分，發生塑料下垂的現象，模型印得不好看。

測試做了三個不同的實驗。第一個使用KISSLicer預設的Gap值，0.5mm。第二個實驗將Gap改為0.2，跟列印的單層層高相同。第三個實驗把Gap設成零，雖然預期會很難拆除支架，但是仍然印出來，當作參考。以下為三個實驗的結果照片：

Gap 0.5mm

預設的Gap值，還算好拆卸。

Gap 0.2mm

拆卸的難度和0.5mm差不多，底面列印品質似乎有稍微好一點點。

Gap 0mm

超級難拆的支架，這樣的結果實在是很令人洩氣。

實驗的結果，筆者認為 Gap 0.2mm(與列印層高相同) 是比較理想的設定值。另外一個可能會有影響的，是列印時從外圈先印，再印內圈。這樣比較不容易發生翹曲的狀況。KISSLicer預設是外圈先印，但是Slic3r預設是內圈先印。使用Slic3r的朋友也可以測試看看外圈先印的效果。

本次測試使用的模型在此：
http://www.thingiverse.com/thing:199073