Vad är en 3d-skrivare?

Har du hör talas om 3d-skrivare men inte förstått var de är bra för. I följande inlägg kommer jag att ge en enkel genomgång om vad en 3d-skrivare är och hur de fungerar.

Historia

De första 3d-skrivarna utvecklades redan på 80 talet. Dock blev de inte tillgängliga för hobbyister fören 2000-talet genom RepRap och Fab@home projekten. Nästan alla 3d skrivare som finns på marknaden för privatpersoner är varianter som har sitt ursprung från dessa två projekt.

Så fungerar en 3d skrivare

Den vanligaste typen av skrivare är att läggar på material, lager på lager. Ett huvud lägger ut en tunn sträng av upphettat ABS eller PLA plast på en platta i olika mönster. När ett lager är klar, flyttas huvudet upp ett steg och nästa lager börjas skrivas ut. Så håller den på tills alla lager är utskrivna.

En vanligare metod inom industrin är att smälta pulver av plast, metall eller keramik med hjälp av en laser, lager på lager. Denna metoden är dock dyrare och mer komplicerad.

Det finns ytterligare en metod som är vanlig hos privatpersoner. Här används en ultraviolett laser för att härda Resin (koda). Fördelen är att noggrannheten blir högre, dock har den nackdelen att hållfastheten för Resin är lägre.

Hur fungerar utskrivningen?

Det första steget för att skapa ett solitt objekt är att rita den I ett CAD program. Nästa steg är att omvandla objektet till horisontella lager. Lagret omvandlas sedan till en rutten som huvudet på 3d skrivaren kan följa.

För att inte slösa på material, så brukar ihåliga utrymmen inuti objekten skrivas som mönster. Anledning till att mönster skriv ut istället för att lämna dom som ihåliga är att förbättra hållfastheten.

Material

Det vanligaste materialet som används av 3d-skrivare för privatpersoner är PLA och ABS plast. Dessa levereras oftast i form av en tråd som är rullad på en spole och brukar ha en diameter på 1.75mm eller 3.0mm.

PLA plast är ett hårdare och sprödare material i jämförelse med ABS plast. Det är oftast tillverkat från majsstärkelse eller sockerrör och är därför biologiskt nedbrytbart. Därför är det inte rekommenderat att använda materialet till föremål som skall vara utomhus.

ABS är en oljebaserad plast och behöver en högre temperatur för att smälta i jämförelse med PLA plast. Den är också mjukare och kan lösas upp med aceton.

Jag hoppas att detta inlägg har givit dig mer information om hur en 3d-skrivare fungera. Den har kanske till och med givit dig inspiration att införskaffa en.

Tre CAD program som är gratis!

Om du vill skapa ett nytt föremål med hjälp av en 3d-skrivare behöver du först ett sätt att gör en ritning. Program för att skapa ritningarna kallas för CAD (Computer-Aide Design) och det finns många att välja mellan. Tyvärr är professionella program oftas dyra. Som tur väl är, finns det gratisalternativ för hopyister. I denna artikel kommer jag gå igenom tre programvaror som är gratis och som kan vara användbara för dig.

FreeCAD är ett program som har en öppen källkodslicens och stöder datorer som har window, linux och mac som operativsystem. Programmet har tyvärr inte släppts i en stabil version ännu, utan den befinner sig fortfarande i ett test stadium. Trots detta kan den fortfarande vara väldigt användbart. Programmet stöder många vanliga filformat som DXF, STL och DEA, så du kan lätt importera gamla projekt. Det finns även många tilläggsprogramvaror och du kan även skriva egna i programspråket Python.

TinkerCAD är ett CAD program som körs direkt i din webbläsare. Det är skapat för hobbyister i första hand och har därför ett enkelt användargränssnitt. Eftersom programmet körs i din Webbläsare behöver du inte installera något på din dator, utan du kan komma igång direkt. Det är även enkelt att dela modeller och ritningar med andra.

OpenSCAD är lite speciellt! Istället för att rita ut dina objekt, så beskriver du dem i ett skriptspråk. Du kanske tycker att låter lite bökigt att behöva beskriva dina projekt i text! Min erfarenhet efter att jag har skapa några föremål, är att det känns naturlig och effektivt. Det finns även en annan fördel, det är lätt att hanter ändring. Dessa ändring kan sedan hanteras genom ett versionshanteringssystem som SVN eller GIT. Programmet har en öppen källkodslicens och stöder datorer med window, linux och mac som operativsystem.

Vilket som är den bästa av dessa tre alternativ är svårt att säga och beror mycket på dig! Om du är nybörjare skulle jag rekommendera TinkerCAD då det är lätt att komma igång med och du behöver inte installerat något programvara. Om du är mer van vid att CADa så är nog FreeCAD ett bättre alternativ då du kan gör mer avancerade saker. Att arbeta med OpenSCAD kan var ett effektivt sätt att arbeta och det är lätt att hantera version.

Jag hoppas att denna artikel kommer hjälpa dig att komma igång med att skapa dina föremål, happy CADing!

RepRap: 3D-skrivaren som skriver ut sig själv!

Om du har kännedom inom begreppet 3d skrivare för hobbyister har du säker hört talas om RepRap projektet, men du kanske inte vet vad det handlar om.

Bilden visar en av de första versionerna av Mandel.

RepRap (replicating rapid prototyper) projektet har som syfte att skapa en 3d-skrivare som kan skriva ut delar till en annan skrivare. Det låter kanske lite skrämmande, som om vi är på väg mot ett scenario som i Terminator filmerna. Men oroar dig inte, syftet är att skapa en 3d skrivare som är billig och lätt att underhålla. All design och programvara är fri och bygger på öppen källkod, därför finns det en uppsjö med olika varianter av skrivarna. Så om du har en 3d-skrivare eller känner någon som har en, kan du skriva ut de flesta delarna själv och köpa de andra komponenterna. Eller kan du köpa den som en byggsats från någon som sätter ihop alla delarna i ett paket.

Den första version av RepRap 3d-skrivaren hette Darwin och den andra version hette Mandel. Många av de nuvarande 3d-skrivarna som finns på marknaden bygger på dessa två modeller. Makerbots första maskin för att nämna någon.

För de delar som inte går att skriva ut används oftast enklare martial som går att köpa i järnhandeln, som stålstänger och stegmotorer. Elektroniken för att styra 3d-skrivaren använder Arduino, vilket är en öppen design för att skapa elektroniska lösningar.

Använd en 3D-skrivare för att bygga ditt egna vindkraftverk

Detta inlägg handlar om begrepp och tekniker inom området vindkraftverk. Den innehåller även beskrivningar och länkar till några 3D-utskrivningsbara vindkraftsprojekt.

Den viktigaste delen för att skapa elektricitet med hjälp av vindkraft är generatorn. Flera designer på generatorer finns tillgängliga på nätet, där den mest intressanta är skapad av Ben Rowland på Thingiverse. Den är ett exempel på en axiell flödesgenerator där de 3D-uskrivna delarna håller kopparspolar och magneter på plats. I videon nedan kan du hitta mer information om hur den fungerar.

Det du behöver för att bygga en generator, utöver de 3D-utskrivna delarna är magneter och koppartrådar. Dessa går att köpa i fackhandel eller återvinna från gamla elektronikdelar.

Den andra delen som behövs för att omvandla vindens kraft till en roterade rörelse är en rotor med blad. Det finns två designer att välja mellan, nämligen: Rotor med horisontal och vertikal axel. Typen som använder horisontal rotor är den vanligaste, den har ett torn som kan vända bladen mot vinden. Ett vindkraftverk med vertikal axel behöver större yta på bladen men behöver inte rikta dem mot vinden.

En rotor kan skapas genom material som går att köpa, som PVC-rör, eller kan tillverkas med delar som går att skriva ut, eller som en kombination. Ett exempel på en hemmabygd rotor kan ses i videon nedan:

Eftersom 3D-skrivarna i framtiden antagligen kan skriva ut större delar med högre precision är det inte omöjligt att vi i framtiden får ser fler förnybara energilösningar som kan tillverkas hemma.

Till vilka ändamål kan du använda ett utskrivet vindkraftverk? Som alltid är det din fantasi som sätter begränsningen. Du kommer inte att kunna skapa elen till ditt hus, på grund av fysiska begränsningar. Men du kan använda dem i undervisningssyfte, driva sensorer för ditt “gör det själv” projekt, driva en WiFi hotspot eller för att ladda din mobiltelefon oberoende av kraftnätet.

För att kunna lagra strömmen i batteri, behövs någon form av likriktare och styrelektronik. Båda går att köpa, eller kan du bygga dem själv.

Polera ditt 3D-utskrivna objekt med hjälp av ånga

Ett enkelt sätt för att polera ut synliga lager och små brister på 3D-utskrivna objekt är att försiktigt lösa upp dem med ånga av lösningsmedel. Nedanför finns en lista över några lösningsmedel som kan användas för att polera olika material:

ABS: Aceton

Akryl: De flesta Lösningsmedel

PLA: MEK eller "MEK Substitute"

PVA: Vatten

PVC: De flesta Lösningsmedel

Eftersom Aceton är allmänt tillgänglig används det oftast vid polering av ABS delar, se video nedan:

Denna metod är dock mycket grov och improviserad, den har därför en del nackdelar vilket inkludera:

• Svårt att hantera och det är potentiellt farligt att använda kokande lösningsmedel i en lerkruka eller liknande kammare.
• Kallbehandling genom att långsamt låta lösningsmedel avdunsta från pappershanddukar i en sluten behållare är mycket tidskrävande och det är svårt att observera delarna under processen
• Att använda en sprayburk med lösningsmedel och spruta direkt på delen kan ger en inkonsekvent yta.
• Att droppa med flytande lösningsmedel direkt på delen är oförutsägbar och kan ge en inkonsekvent yta, sannolikheten är stor för överexponering på vissa delar.

Därför utvecklade någon som kallar sig för “Micheal” på Instructables en metod som använder ultraljud. Den är tillverkad från enkla saker som en glasburk, en tom metallburk, en akvariumpump och några komponenter från en gammal luftfuktare som använder ultraljud.

Istället för att hetta upp lösningsmedel för att framställa ångorna eller genom att låta den kondenseras, använder den vibrationer för att producera en fin dimma.

Lösningen med att använda en maskin för att polera med ånga, löser många av problemen med de gamla metoderna. Detta genom att man bara kan släppa ned delar i en genomskinlig behållare och sedan trycka på "start" och låta maskinen producera en förutsägbar finish på egen hand. Utan problem med brandrisk, rök, eller något som ger en oförutsägbar ytbehandling. Eftersom maskinen stänger av sig själv finns det ingen risk att man råkar glömma den påslagen.

Nyckelkomponenten i den här maskinen kommer från en luftfuktare som använder ultraljud. Den använder en piezoelektrisk omvandlare (som en högtalare) för att skapa högfrekventa mekaniska svängning i en vätska som gör att en extrem fin dimma bildas. Densiteten hos dimman styrs genom att variera intensiteten hos vibrationerna via en potentiometer. Dimman i sig själv räcker dock inte utan en akvariumluftpump används för att blåsa den från dimkammaren till glasytbehandlingskammare där den kan kondensera på 3D-objektet. Detta luftflöde gör att luften rör sig inuti kammaren, vilket hjälper till att skapa en konsekvent yta.

Bilden visar maskinen, källa: Instructables

På bilden nedan kan du se några 3D-utskrivna föremål som är polerade med hjälp av maskinen. Du kan tydligt se på bilden att föremålet till höger är blankare än den icke-behandlade längst till vänster.

Bilden visar objekt som har exponeras olika lång tid, källa: Instructables.

Håll dock i åtanke att hållfaststyrkan på ditt objekt kommer att påverkas negativt av denna metod. Var också medveten om att denna process kan vara farlig och att de flesta lösningsmedlen är giftiga att inandas, giftiga vid hudkontakt och brandfarliga under vissa förhållande. Blanda aldrig lösningsmedel och rengör apparaten väl innan du byter till en annan kemisk lösning!

Video nedan visar en demonstration på hur maskinen fungerar.

Använd din 3D-skrivare för att skriva ut en Quadcopter drönare

Detta inlägg innehåller instruktioner för att bygga en Quadcopter drönare med hjälp av en 3D-skrivare.

Vad kan jag skriva ut själv och vad behöver jag köpa?

Ram och stöd för ramhuset för drönaren kan skrivas ut. Varför är detta viktigt? Drönare går lätt sönder, speciellt om du är en nybörjar pilot. Med en 3D-skrivare har du tillgång till alla reservdelar du behöver och kan snabbt skriva ut dem, vilket kommer göra din pilotutbildning och vardagliga missöden lättare att hantera.

Förutom enklare reparationer, kommer din hemmagjorda drönare ger dig mycket mer kunskap om det inre arbetet och mekaniken.

Förutom de utskrivna delarna kommer du behöva material som inte går att skriva ut. Som motorerna för att driva propellrarna, batterier, elektronik, sensorer och fjärrkontroll.

3D-utskrivna versioner ser lite annorlunda ut i förhållande till dem som går att köpa. Förutom visuella och estetiska skillnader är de 3D-utskrivna versionen enklare att uppgradera, modulära och enklare att serva. I följande video förklarar Dennis Baldwin sin 3D-utgivna Quadcopter i detalj:

Några länkar till Quadcopter projekt

Om du vill bygga en egen, finns här några länkar till projekt som har en lagom ingångsnivå. Här finns några detaljerade guider för en 3D-utskriven Quadcopter och kringutrustning:

Här är en bygguide och är här finns en annan guide för mindre drönare med ett H-stativ, de använder Arduino som styrkort.

Här finns en guide hur du kan skriva ut en egen radiostyrd kontroll.

Om du är intresserad av mer exotiska mönster och experiment kan du skriva ut en liten UAV insectoid ornithopter som flyger genom att flaxa med vingarna.

Tänk på detta innan du börja flyga

Du skall dock hålla i åtanke att det finns vissa lagar som reglerar flygandet med drönare, så kolla upp vilka lagar som gäller där du bor. Tänk också på att inte flyga där det bor människor! Högtflygande föremål med propellrar som har hög hastighet i kombination med oerfarna piloter kan orsaka en hel del skador på människor och egendom.

YouTube är fylld med "hur man flyger en Quadcopter" instruktionsfilmer, så det kan vara en bra idé att se på de för att lära sig om grunderna innan du försöker flyga själv. När du väl har lärt dig grunderna kan du göra några fantastiska saker som Drönar racing, se video nedanför!

Uppdaterad den 18 September, 2017.

3D Printhuset i Köpenhamn

Danmark är mest kända för sina bakverk, design och vara bland de "lyckligaste" i världen. Så det är kanske inte så konstigt att man även kan hitta en butik med öppen planlösning för 3D-utskrifter. I butiken hittar man kunskap och inspiration inom området.

I oktober 2014 öppnades i centrala Köpenhamn en butik som säljer utrustning för 3D-utskrifter. Butiken heter 3D Printhuset och har 3D-skrivare från ledande amerikanska, europeiska och asiatiska tillverkare som 3D Systems, XYZ Printer och Artec. De försöker uppmuntra entusiaster för 3D-utskriftsteknik och erbjuder därför kurser, öppna ytor för att prova produkter samt tjänster för att skriva ut 3D objekt. Om du bor i södra Sverige kan det vara värt ett besök.

Uppdaterad den 18 September, 2017.