Mikrobitin avustaja Peter Kronström päätti hankkia oman 3d-tulostimen. Ensimmäiset tulosteet on tehty. Mitä aloittelijan pitäisi ottaa huomioon?

Ensimmäinen suunnittelemani 3d-malli oli mikrofoninpidike, joka pitää irtomikin magneetin avulla kiinni kuulokkeissa. Tarvittaessa pitimen saa irrotettua tai nostettua piiloon pystyasentoon.

Lyhyen kirjallisuusanalyysin suoritettuani totesin, että paras mallinnusohjelma tällaisiin yksinkertaisiin tulosteisiin olisi Tinkercad.

Mallinnus on työlästä puuhaa, mutta onneksi netissä on paljon sivustoja, kuten Thingiverse, MyMiniFactory ja Cults3D, joista löytyy aimo annos valmiita ja suorastaan nerokkaitakin malleja.

Itse olen tulostanut Darth Vader -lelun, ruuvattavia koukkuja, mikroaaltouunin säätönupin ja säänkestävän tulpan digikamerani liitynnöille. Suunnitteilla on tulostaa pienoisporan runko ja pieni ruuvipenkki juotoshommiin.

Säätäminen kannattaa

Tulostin sai arvoisensa paikan vitriinikaapista. Tulostimen lisäksi se pitää sisällään hajut ja mölyt.

Viriteltyäni tulostinta pari kuukautta olen saanut siitä juuri sellaisen kuin haluan. Tärkeimmät tulostuslaatua parantavat modifikaatiot on asennettu ja tulostusjälki on tasaisen hyvää.

Tulostimen taikaparametrit ovat kohdillaan, joten ongelmia ei enää juurikaan esiinny.

Tulostinharrastuksessa on ehkä jotain samaa kuin autojen virittelyssä tai pöytäkoneen kasaamisessa. Laitetta voi parannella loputtomiin, ja huonot tai rikkinäiset osat on helppo vaihtaa uusiin. Jatkuva kehittäminen on kiehtovaa!

Kannattaako 3d-tulostimen hankkiminen?

3d-tulostinta ei kannata ostaa, ellei ole monipuolisesti kiinnostunut värkkäilystä. Mikäli mallinnus ja erityisesti rakentelu innostaa, tulostimesta saa paljon hupia ja vähän hyötyäkin.

Huono tulostuslaatu tai mekaniikka eivät nykyään enää rajoita harrastusta. Sen sijaan sisällön puute voi rajoittaa. Vaikka valmiiksi tulostettavia malleja onkin saatavilla, ei niitä löydy vielä läheskään kaikkiin kuviteltavissa oleviin tarpeisiin.

Esimerkiksi kodinkoneiden varaosien metsästäminen on hakuammuntaa. Mutta kenties jo lähitulevaisuudessa voimme valita katalogista 3d-mallit iki-ihanan Strömbergin perintöhellan nupin tulostamiseksi.

Onneksi omia tulosteita voi helposti mallintaa ilmaisilla ohjelmistoilla, kuten Tinkercad (aloittelijalle), 123Design (harrastelija) ja OnShape (ammattikäyttäjät). Vain mielikuvitus on rajana!

3d-tulostajan pikaopas

Tämä opas kannattaa lukea, vaikka ei vielä omistaisikaan 3d-tulostinta! Tulostaa voi nimittäin monissa kirjastoissa ilmaiseksi – tai tilata mallit ja (maksulliset) tulosteet netistä.

Jälkikäsittely. Tulosteeseen saa tasaisen pinnan käsittelemällä sitä esimerkiksi hiomapaperilla, viilalla tai mattoveitsellä.

1. Idea timantiksi

Hyvän tulostusidean jalostaminen vaatii luovuutta ja teknisten rajoitteiden ymmärtämistä tai kiertämistä.

Tyypillisen tulostimen tarkkuus on millimetrin kymmenyksen luokkaa ja pienimmilläkin kerroskorkeuksilla lopputuloksessa näkyy kerroksittainen rakenne. Suurta tarkkuutta vaativat yksityiskohdat kannattaa siis suosiolla jättää pois, jos tulostaa itse.

Nokkela ideanikkari hyödyntää muita yleisesti saatavilla olevia osia. Bilteman mutteri- ja ruuvivalikoima riittää pitkälle esimerkiksi tulostettujen osien, kuten saranoiden ja nivelien yhteenliittämiseen.

Joskus malli on suosiolla jaettava tulostettavaksi useassa osassa ja liimattava sitten epoksilla yhteen. Epoksilla voi myös vesieristää tulostettavat kukkaruukut tai vastaavat.

2. Malli Tinkercadilla…

Tinkercad toimii selaimessa, joten omalle koneelle ei tarvitse asentaa mitään. Kirjautumisen jälkeen omat mallit säilyvät automaattisesti tallessa, ja niitä on helppo jakaa kavereille tai lähettää tulostettavaksi.

3d-malli muodostetaan yhdistelemällä perusmuotoja, kuten kuutioita, palloja tai sylintereitä. Sopivat muodot asetetaan oikeaan paikkaan ja yhdistetään, jolloin muodostuu uusi muoto.

Kolojen tekeminen perustuu siihen, että muoto voi toimia myös aukkona, jolloin muotojen yhdistäminen ”poistaa” kokonaisuudesta vastaavan muotoisen kolon.

Tämä voi kuulostaa monimutkaiselta, mutta ei oikeasti ole. Tinkercad osaa perehdyttää tulokkaan erittäin hyvin ja noin tunnin kliksuttelun jälkeen taitotaso on riittävä ensimmäisen mallin tekemiseksi.

3. …tai etsi malli netistä

Sivustoilta kuten Thingiverse, MyMiniFactory ja Cults3D löytyy aimo annos suorastaan nerokkaita tulostettavia malleja. Myös Yeggi-hakukoneella voi etsiä tulostettavia malleja.

3d-malli kannattaa ladata useimpien siivutusohjelmien tukemassa .stl-muodossa.

4. Optimoi malli

Kappaleet kannattaa tulostaa vaaka-asennossa tulostuspetiä vasten. Levymäiset tulostukset onnistuvat huomattavasti paremmin.

3d-tulostimet eivät pysty tulostamaan tyhjän päälle, joten suuret aukot, kaaret ja sillat vaativat erillisiä tukirakenteita.

Tukirakenteet voi piirtää itse Tinkercadillä, mutta myös siivutusohjelmissa on asetuksia automaattisille tukirakenteille. Tukirakenteet repäistään tulostuksen päätyttyä irti pihdeillä.

Muovin säästämiseksi ja tulostuksen nopeuttamiseksi materiaalin määrää kannattaa pyrkiä vähentämään. Hyviä keinoja ovat esimerkiksi isojen kappaleiden tekeminen ontoksi tai levyjen täyttäminen reikäkuviolla.

5. Tulostusohje siivutusohjelmalla

Siivutusohjelma muuntaa 3d-mallin tulostimen ymmärtämään gcode-muotoon.

Gcode on tekstimuotoinen tiedostoformaatti, joka määrittää rivi kerrallaan tulostimen moottorien liikkeet: Kuumenna tulostinpää. Liiku 3 cm vasemmalle nopeudella 2 cm/s ja tursota muovia samalla ulos 2 cm.

Luo tulostimelle 3d-mallista gcode-tiedosto siivutusohjelmalla. Suosituimmat siivuttajat, kuten Cura tai Slic3r sisältävät valmiit esiasetukset yleisimmille tulostinmalleille. Myös netti tarjoaa valmiita siivutusreseptejä tulostamisen nopeuttamiseksi.

Ennen tulostamisen aloittamista kannattaa tarkistaa oleellisimmat asetukset. Sekä tulostuspään että pedin lämpötilan tulee olla sopiva käytetylle muoville. Ensimmäiset kappaleet kannattaa tulostaa hitaasti, esimerkiksi 30 mm/s nopeudella.

Muihin asetuksiin ei kannata alussa juurikaan koskea. Niitä kannattaa sörkkiä vasta, kun huomaa tulostuslaadussa parannettavaa.

6. Tulosta malli

Varmista, että tulostinpeti on tyhjä ja puhdas ennen tulostamista. Levitä mahdollisesti hieman liimaa muovin kiinnikkeeksi. Jopa hiussprayta ja muovi-asetonimönjää on käytetty tähän.

Mikäli tulostinpedin kalibrointia ei ole vähään aikaan tehty, kannattaa se hoitaa alta pois.

Kalibroinnissa tulostinpää viedään valikosta kotiin eli koordinaatiston nollapisteeseen ja kytketään moottoreista virrat pois (valikosta). Sitten tulostinpäätä liikutetaan käsin eri kulmiin ja säädetään korkeus niin, että tulostinpään kärki koskettaa testipaperia, mutta paperia voi silti liikuttaa.

Gcode-tiedosto siirretään muistikortilla tai usb-yhteydellä tulostimeen ja valitaan tulostettavaksi 3d-tulostimen valikosta. Ei kannata pelästyä, mikäli tulostuksen käynnistettyä ei tapahdu mitään. Tulostinpään on ensin lämmettävä.

Kun tulostus alkaa, kannattaa jäädä tarkkailemaan ensimmäisen, virhealttiin kerroksen tulostumista. Toisinaan ensimmäinen kerros ei tartu kunnolla petiin, mikä saattaa myöhemmin aiheuttaa ongelmia tulostuksen edetessä. Sitten voikin huokaista helpotuksesta ja hörpätä kupillisen kuumaa!

7. Viimeistele malli

Hyvälaatuisessakin tulosteessa näkyy sen kerroksittainen rakenne, mutta sen voi siloitella pois.

Pla-muoveilla pieni santapaperilla hiominen poistaa pahimmat karkeudet. Sileän, lähes teollisen pinnan tulosteelle saa tasoittamalla sen pohjamaalilla. Sen jälkeen tulosteen voi vielä maalata spray- tai akryyliväreillä ja lakata.

Abs-muovista valmistettujen mallien tasoittaminen ei vaadi paljon. Asetonikylvyn höyryt sulattavat muovin pinnan tasaiseksi.

Asetonikylpy kannattaa tehdä vuoraamalla lasipurkki talouspaperilla sisäpuolelta. Lorauta sen jälkeen purkkiin asetonia, jolloin se höyrystyy sulattaen kappaleen pinnat sopivasti.

**

Lue seuraavaksi: Ostin oman 3d-tulostimen: nämä asiat olen oppinut kahdessa kuukaudessa

Juttu julkaistu alun perin Mikrobitin kesäkuun numerossa. Bitti on saatavilla sekä paperilehtenä että digiversiona.