3D-tulostus

3D-tulostus on nykypäivänä alan piireissä jo lähes "muoti-ilmiö", ja harrastelijapiireissä monet haaveilevat omasta 3D-tulostimesta ja jotkut hurjapäät jopa rakentelevat sellaisia omina töinään. 3D-tulostuksen avulla voidaan nopeasti mallintaa käytännössä jonkin esineen tai laitteen toimintaa. Lisäksi 3D-tulostettu esine antaa nopeasti suunnittelijalle käsityksen siitä, mitä kannattaisi parantaa ja voiko malli käytännössä toimia esimerkiksi jonkin systeemin osana.

3D-tulostimien hinta ja käyttö

Harrastelijoiden budjetille sopivilta tulostimilta ei voi odottaa virheetöntä laatua, eikä tulosteita voi verrata valumuotteihin tehtyihin muovikappaleisiin. Kuitenkin verrattuna valumuotteihin, on tulostaminen huomattavasti halvempaa ja nopeampaa. Yleisimmät tulostusmateriaalit eivät sinänsä kalliita ole, koska niitä yleensä kuluu tulostuksessa varsin vähän (riippuu toki mallista ja asetuksista). Sen sijaan harrastekäyttöön sopivien tulostimien hintaluokka liikkuu nykyisin 1000 - 2000 euron välillä, joten mistään erikoisen halvasta laitteesta ei kuitenkaan ole kyse. Teollisuudessa käytettävien tulostimien hintaan saa lisätä kaksi ellei kolmekin nollaa edellä mainittujen summien perään, mutta ne ovatkin asia erikseen.

3D-tulostimella tulostaminen ei varsinaisesti edellytä mitään ennakkokoulutusta tai muuta perinpohjaista tietotaitoa aiheesta, sillä internet on pullollaan ohjeita niin teksti- että videomuodossakin (Youtube).

Tulostaminen tulee käytännössä tutuksi hyvinkin nopeasti, sillä jokainen tuloste on yksilö, kuten on myöskin jokainen tulostuslaite. Oman tulostimen oppii siis tuntemaan muutaman viikon sisällä ja tämä auttaa suunnittelemaan ja tulostamaan entistä parempia ja tarkempia malleja.

Miksi hankin miniFactory 3 tulostimen?

3D-tulostimen hankinta kypsyi hiljaa mielessä, kun tulostimet alkoivat vuoden 2010 jälkeen hiljalleen yleistyä ja halventua. Aluksi en kuvitellutkaan, että ostaisin koskaan 3D-tulostinta itselleni, mutta kun hinnat alkoivat tulla alaspäin ja tulostimet kehittyä yhä kiihtyvällä tahdilla, niin paria vuotta myöhemmin olinkin jo 3D-tulostimen omistaja.

Olin lehdestä (olikohan kauppalehti) lukenut Seinäjokelaisesta yrityksestä nimeltä miniFactory, joka tuolloin aloitteli tekemään bisnestä heidän itse kehittämänsä 3D-tulostimen ympärille. Ajattelin, että jos kyseessä on suomalainen yritys, niin varmaan tuotetukea ja varaosia on paljon helpompi ja nopeampi saada kuin ulkomailta tilatulta yritykseltä. Plus onhan se aina hyvä suosia kotimaista!

Otin miniFactoryyn yhteyttä (v. 2012) ja sovimme kaupat heidän ensimmäisestä laiteversiostaan. Pari vuotta myöhemmin miniFactoryn bisnes oli tuottanut tulosta ja heillä oli jo uudempaa ja parempaa tulostinta tarjolla, joten sittemmin päivitin tulostimeni uudempaan (v. 2014).

Tulosteiden tekeminen

Tulostusten tekemiseen tarvitaan tietenkin tulostin, mutta myös tietokone. Tietokoneen ei tarvitse olla tehokas, riittää että se jaksaa pyörittää ohjelmaa joka syöttää tulostimelle "ajo-ohjeet". 3D-mallinnuksessa on tietenkin hyvä, että tietokone ei aivan hirveästi takkuile, mutta se nyt ei välttämättä suoraan tulostamiseen liity.

Tulosteiden tekeminen aloitetaan lataamalla malli tietokoneella viipalointiohjelmaan (esim. Cura tai Slic3r). Malli viipaloidaan haluttuun kerrospaksuuteen ja luodaan tarvittavat "ajo-ohjeet" tulostimelle. "Ajo-ohjeet" koostuvat G-koodista, missä esimerkiksi tulostimelle lähetetty koodi "G1 X50" liikuttaa tulostimen X-akselia 50 milliä.  Kun G-koodi on luotu, voidaan se siirtää joko SD-kortilla, WiFi-yhteydellä tai USB-yhteyden avulla tulostimelle. Tulostimet, jotka vaativat USB-yhteyden tietokoneeseen vaativat yleensä myös sen, että tietokone lähettää "ajo-ohjeita" eli G-koodia tulostimelle niin kauan, että tuloste on valmis.

Tulostin voidaan kalibroida ennen tulostusta jos tämä on tarpeellista. Aivan joka kerta kalibrointia ei tarvitse suorittaa, mutta jos tulostusalusta on esimerkiksi päässyt liikkumaan on kalibrointi hyvä suorittaa.

Tulostin pursottaa kuumasta tulostuspäästä sulaa muovia (tai muuta tulostusmateriaalia) tulostusalustalle kerros kerrallaan G-koodin mukaisesti. Kun tulostin on pursottanut kaikki kerrokset, on tuloste valmis. Kappaleen on hyvä antaa hetki jäähtyä ennen irrottamista alustasta, sillä lämmin tai kuuma muovi on vielä muotoiltavissa ja liian aikainen irrottaminen saattaa aiheuttaa epämuodostumia siihen.

Tulosteiden analysointi

Tehtyjä tulosteita kannattaa tarkastella sekä tulostuksen aikana, että tulostuksen jälkeen. Näistä vaiheista saa hyvin tietoa siitä, mitä seuraavassa tulosteessa (mikäli kyseessä on sama tuloste) kannattaa tehdä ja mitä ei.

Esimerkiksi liian nopeasti tehty tuloste voi "täristää" itsensä irti alustasta, jolloin tulostusnopeutta täytyy tietysti laskea. Mikäli kappaleen pinta näyttää todella huonolta, voidaan arvioida kerrospaksuutta ja tulostuskierrosten lukumäärää kappaleen ulkopinnoilla (eli seinämävahvuutta) uudelleen.

Kun kappale on saatu tulostettua sellaisessa muodossa, että se tyydyttää tulostajaansa, niin työ voidaan toistaa mikäli tarpeellista. Myös useamman kappaleen yhtä aikainen tulostus on usein mahdollista, riippuu tietenkin tulostusalustan koosta sekä kappaleen mitoista.

MiniFactory 3 3D-tulostin toiminnassa

Alta löytyy lyhyt video mF3-laitteen toiminnasta:

 

Lisää juttuja 3D-tulostuksesta

Alle kootaan tietoa hankkimastani miniFactory 3D-tulostimesta ja raportoidaan tulosteista, joita olen kyseisellä laitteella tehnyt ja joista olen muistiinpanoja kirjoittanut.

Blogista löytyy enemmän luettavaa 3D-tulostettuihin esineisiin liittyen, joten käy toki tsekkaamassa myös: /3d-tulostus/


Tämän sivun alisivuja ovat: