Josef Průša

Parádní výtisky z našich kanceláří: T-Rex, motor Subaru WFX a 3D hodiny

13. 07. 2018 | by Jan Olejník

Když prezentujeme naše tiskárny na nejrůznějších výstavách po celém světě, návštěvníci se nás ptají nejen na tiskárny samotné, ale velmi často i na výtisky, které na stáncích vystavujeme. A teď nám promiňte trochu té samochvály, ale vystavované modely jsou fakt parádní! Aby také ne – jsou za nimi stovky hodin tisku i následných ručních úprav. Nedávno jsme vám jeden článek o takzvaném postprocessingu (obrábění) výtisků už přinesli, dnes se pro změnu podíváme na větší, složitější a dokonce pohyblivé modely, za jejichž přípravou stojí Pavel Rauš. Modely byly vyrobeny už před delší dobou, proto se na některých fotografiích objevuje 3D tiskárna Original Prusa i3 MK2. Všechny jsou k dispozici ke stažení zdarma ze serveru Thingiverse.com.

Tyranosaurus Rex

Od reálných dinosaurů nás sice dělí 65 miliónů let, ovšem od téměř metr a půl dlouhého modelu kostry tyranosaura vás může dělit „pouhých“ 140 hodin tisku. Originální model je ke stažení na serveru Thingiverse, přičemž na délku má něco kolem sedmdesáti centimetrů. Jenže my jsme prostě chtěli něco extra, takže jsme kostru zvětšili na dvojnásobek původní velikosti. Tisk jako takový není příliš složitý, většinu dílů totiž lze vytisknout bez podpor a s 0% infillem. Pouze u levé nohy, kyčle a podpěry pod kyčlí je lepší alespoň 10% infill, protože tyto díly budou více namáhány.

Jako materiál je ideální PLA, přičemž u dílů, kde by teoreticky mohlo dojít k problémům s převisy, je lepší snížit teplotu trysky o cca 10°C (na 200°C) a zvýšit rychlost chladícího větráčku na maximum. Díky tomu lze dosáhnout tisku bez podpor, což má za následek lépe vypadající povrch modelu. Není od věci tisknout se zapnutým límcem (brim) o velikosti 10 až 15 mm.

Vzhledem k tomu, že kostra je k podložce uchycená jenom na jediném bodě (pomocí vzpěry pod kyčlí), je důležité, aby byl model lehký – proto 0% infill. Jeden díl navíc může při tisku představovat problém, konkrétně horní část pánve (TRex_Hip_Top.stl). Jedná se totiž o velmi vysoký objekt (224 mm), takže se nevejde na tiskovou plochu. Pokud však máte v plánu model lepit, můžete bez obav odříznout horní část (spojku) pomocí funkce Cut/Řezat přímo ve Slic3ru, čímž výšku modelu snížíte na cca 180 mm.

Model je po vytištění potřeba opracovat. Používáme obyčejný smirkový papír a postupujeme od větší hrubosti k jemnější. Čím více času strávíte s hrubějším papírem, tím snáze vám pak půjde model kompletně začistit jemnějšími papíry. Pro PLA je ideální mokré broušení, což není nic jiného, než že model opracováváte ve vlažné vodě. Díky tomu nehrozí přehřátí materiálu a zbavíte se i nepříjemného prachu. Nechtěné nerovnosti pak byly doladěny pomocí epoxidové plastelíny, která je pro tento účel velmi vhodná. Lze ji totiž namočit, díky čemuž se pak nelepí na prsty a výborně se s ní pracuje.

Snad jedinou výraznější nevýhodou tohoto modelu je to, že některé spojky na dílech nepasují zcela přesně – především žebra mají větší vůli. Ideální je proto model slepit klasickým dvousložkovým lepidlem.

Pokud se rozhodnete pro tisk s použitím filamentu v barvě slonovinové kosti, pak bude výsledný výtisk vypadat dobře i bez nátěru. My jsme se však rozhodli jít o krok dál a celý model jsme natřeli. Základní vrstvu tvoří stříkací tmel, někdy zvaný primer či filler, na který byla pomocí štětce na make-up nanesena vrstva pigmentů („patinátorů“) od Agamy. Nanesený patinátor pak lehce stíráme hadříkem, abychom dosáhli kýženého efektu stínování. Výsledek je pak už je potřeba zafixovat bezbarvým lakem.

Úplně posledním krokem je pak příprava základny, kde lze použít rychlý, a přitom efektní postup: základnu přetřete silnou vrstvou lepidla a následně na ni nasypte písek nebo stelivo pro kočky. Opět je vhodné použít bezbarvý lak pro zafixování jednotlivých zrnek.

A navlas stejný postup můžete použít při tisku kostry stegosaura. Jediný rozdíl spočívá v tom, že pro jednodušší tisk lze model zvětšit „pouze“ na 170 %, aby nebylo nutné některé díly řezat a lepit ze dvou částí.

Subaru WRX EJ20 Boxer Engine

Od dinosaurů nyní uděláme pořádný skok, ale když vezmeme v úvahu, co je to vlastně ropa, pak to není až tak přehnaný oslí můstek. Podíváme se totiž pod kapotu ikonického Subaru WRX. To se mimo jiné proslavilo použitím motoru typu boxer. Pokud vám to nic neříká, vězte, že zatímco většina sportovnějších aut má válce v motoru uspořádané v řadě nebo do tvaru písmena V, boxer má válce položené naplocho. Díky tomu mají vozy s tímto motorem nižší těžiště a lepší jízdní vlastnosti.

Jak celá tahle paráda funguje se můžete přesvědčit na modelu, který vytiskl Pavel Rauš za zhruba 170 hodin. Model vyrobený z PLA je navíc rozpohybovaný pomocí elektromotoru, tudíž si můžete krásně prohlédnout, jak to všechno parádně šlape.

Tisk součástek je v podstatě triviální. Je jich sice značné množství, ale co se týče tvarů, nepředstavují nic záludného. V praxi se osvědčilo tisknout součástky s výškou vrstvy 0,15 mm, pouze v případě hlavy a motorového bloku je lepší zvolit raději 0,10 mm. Logika je taková, že čím hladší povrch součástek, tím plynulejší chod motoru. Teoreticky lze vše vytisknout zcela bez podpěr, ale čistě pro jistotu je přidejte alespoň k bloku motoru, hlavě, vodní pumpě a k sacímu potrubí.

Od koster dinosaurů se tento model liší tím, že si nevystačíte pouze s tištěnými díly. Přímo na Thingiverse je mezi stažitelnými soubory i tabulka s kompletním přehledem všech potřebných součástek – jedná se o různé šrouby, matice a pružinky, jejichž sehnání vám možná chvilku zabere. Vzhledem k tomu, že se ale součástky budou na jedné tiskárně tisknout minimálně týden, máte na shánění relativně dost času. Malý tip: jestliže nemůžete sehnat vhodné pružinky, zkuste rozmontovat pár propisek. Je dost možné, že narazíte na správný rozměr.

Spoustu času tedy strávíte sestavováním celého modelu. Naštěstí je dokumentace detailní, a i člověk s minimem technických znalostí by si měl se skládáním poradit. Je možné, že se některé otvory vytisknou s menším průměrem, což se u FDM tisku stává. V takovém případě si musíte pomoci nožíkem nebo aku vrtačkou.

Na větší nesnáze narazíte až v momentě, kdy se rozhodnete do modelu integrovat baterii a stejnosměrný 12V motor s převodem, plus regulátor. Motor by měl mít 6mm hřídel a rozměr 32 mm (průměr) a 75 mm (výška), jako příklad lze uvést tento model. Jako regulátor pak lze doporučit například tento.

V případě, že použijete motor s jinými rozměry, bude potřeba součástku lehce upravit. A nejspíš narazíte i na obtíže se správným nastavením řemenu. Nic si z toho nedělejte, chce to zkrátka pár pokusů. Na spojení řemenu můžete využít tenhle vychytaný nástroj.

Slovo závěrem? Jedná se o složitější výrobek než dinosauří kostra, protože je zde řada mechanických prvků a pohyblivých částí. Ač je tedy sestavování náročnější, výsledek stojí za to. Koneckonců – který petrolhead by nechtěl mít na stole funkční repliku boxer motoru, no ne?

3D hodiny

Toužíte-li po funkčním a hýbajícím se 3D modelu, a výše popsaný motor se vám zdá nad vaše síly, pak je tu ještě jedna možnost: plně funkční hodiny vytištěné na 3D tiskárně.

Mohlo by se zdát, že hodinový stroj je ještě složitější než motor, v případě tohoto modelu to ale neplatí. Součástky jsou navržené výborně. Tisk je snadný, jedná se tudíž o výrobek vhodný i pro úplné začátečníky. V závislosti na hustotě výplně a výšce vrstvy lze všechny součástky vytisknout zhruba za 36 hodin. Plně vám postačí klasické PLA s 20% infillem. Pouze balanční kolečko vyžaduje 90% infill. Zároveň nedoporučujeme měnit rozměry dílů, vznikají pak problémy s přepočítáváním správné váhy zmíněného balančního kolečka vůči pružince.

Ani tentokrát se však neobejdete bez pár součástek, naštěstí se v tomto případě jedná o výrazně dostupnější zboží. Potřebovat budete závaží o váze 1,2 kg (vhodná jsou například ložiska), dále 7 osiček, 11 šroubků M3 a provázek na zavěšení závaží.

Vhodné je zachovat výchozí rychlost tisku a manuálně ji nenavyšovat, aby nedošlo k problémům při tisku jemných detailů ozubených koleček.

Před sestavením hodin je potřeba pohyblivé součástky očistit a promazat, aby se minimalizovalo tření při otáčení. Vhodné jsou mazací prostředky s nižší viskozitou.

Počítejte s tím, že se vám asi hodiny nepodaří sestavit na první pokus. Problémem bývá zmíněné tření. Nezbývá než hodiny rozebrat, znovu promazat a začistit, a opět složit. Ta trocha námahy navíc se vyplatí, zvlášť pokud použijete kombinaci barevných filamentů na tisk jednotlivých součástek. Vznikne nejen funkční, ale i vizuálně zajímavý předmět.

Nebojte se složitějších tisků

Kouzlo 3D tisku spočívá i v tom, že pokud při sestavování větších výrobků nějaký díl poškodíte nebo se jen nevytiskne správně, není nic snazšího, než jej vytisknout znovu. Otevírá se tak obrovský prostor pro experimentování, při kterém se nemusíte bát zkoušet nové postupy. Povedlo se vám při broušení ubrat příliš mnoho plastu? Prohlubeň můžete snadno zamaskovat epoxidovou modelínou nebo si rovnou vytisknete nový díl.

Až vás tedy omrzí tisk statických objektů, ať už se jedná o postavičky nebo užitečné vychytávky, určitě se poohlédněte po funkčních mechanismech. Na internetu jich najdete překvapivé množství a kromě zábavy ze stavby vám mohou rozšířit i vaše obzory.

Výtisky od Pavla Rauše si můžete prohlédnout v našem nově otevřeném PrusaLabu, a to včetně obrovského draka nebo detailního modelu Darth Vaderova Tie Fighteru.

 

 

 


Originální 3D tiskárna Prusa i3

Podívejte se na originální Prusa i3 MK3 3D tiskárnu!
Nejlevnější je už od 19 990 Kč

Průša 3D tiskárny na faceboku