3D-tulostettu NASA:n räikkäavain

Julkaistu: lauantai 11.2.2017

Tämä ei ole varsinaisesti rakentelu, sillä tässä minun ei tarvinnut mitään rakennella, mutta 3D-tulostimeni tarvitsi rakentaa - joten kiitos sille. Jokatapauksessa halusin tällaisen räikkäavaimen tulostaa ihan mielenkiinnon ja kokeilun vuoksi. Ai niin, pitäisi varmaan kertoa mikä tämä oikein on.

Räikkäavain

Kyseessä on NASA:n Made In Space ohjelmassa suunniteltu 3D-tulostettava räikkäavain. Kyseisen räikkäavaimen 3D-malli lähetettiin ensi kertaa maasta kansainväliselle avaruusasemalle (ISS) joulukuussa 2014, eli muutama kuukausi takaperin. ISS:llä astronautit tiedoston saatuaan tulostivat kappaleen ja demosivat tällä, mitä mahdollisuuksia 3D-tulostus tarjoaa esimerkiksi varaosien tai työkalujen saamiseksi kaukaiseen paikkaan. Kyseistä työkalua ei siis varsinaisesti käytetty ISS:llä, mutta idea on loistava. Aina kun ei ole mahdollista edes tietää etukäteen mitä joskus hajoaa - ei edes NASAlla. Muoviosia avaruusasemaltakin löytyy varmasti paljon ja kaikkia varaosia ei ole edes mahdollista kuljettaa mukana, sillä jokainen ylimääräinen kilo avaruusraketissa maksaa jopa kymmeniä tuhansia dollareita, kun se kuljetetaan maata kiertävälle radalle tai muuten vain ulos maan gravitaation vaikutuspiiristä. Sitäpaitsi matkassa voisi tulla paljon sellaistakin joka ei edes koskaan hajoa. Tai ainakaan aluksen/aseman elinkaaren aikana. 3D-tulostin ja muovimateriaali puolestaan on mahdollista kuljettaa pitkänkin matkan päähän ja tulostaa tarvittu varaosa silloin kun sellainen tarvitaan.

3D-malli on suunniteltu siten, että sen voi tulostaa yhdessä osassa. Tämä tietenkin kiinnosti suuresti, että jos NASA pystyy tähän, niin pystyykö minunkin tulostin? Seuraavassa käyn hieman läpi tulostuksen vaiheita ja kuinka tässä onnistuin.

3D-mallin lataaminen ja siivutus

Räikkäavaimen mallin latasin thingiversestä, mistä se löytyi alkuperäisessä muodossaan, eli sitä ei oltu muokattu muiden kuin NASAn työntekijöiden toimesta: http://www.thingiverse.com/thing:608397.

Räikkäavain

Malli avautui ilman ongelmia Repetier-Host ohjelmaan ja ensimmäisen siivutuksen tein slic3rilla (0,2mm kerrospaksuus, 20% täyttö, 3 seinämäkerrosta). Siivutuksessa ei ollut ongelmia eikä se kestänytkään montaa sekuntia. Tarkastelin ensin mallin rakennetta RH:n kerrosten esikatselutoiminnolla, mistä ymmärsin kuinka räikkäavaimen tulee toimia.

Räikkäavain mekanismi

Arvelin, että tuskin onnistuu ensimmäisellä kerralla kun ihan perusasetuksilla sen ihmeempiä hieromatta tulostaa, mutta jostakinhan se on aloitettava että tietää mitä pitää säätää. Siispä klikkasin RH:n käyttöliittymästä "Start Print". Noin 2 tuntia myöhemmin tuloste oli valmis ja pääsin irroittelemaan tulostetta alustasta.

3D Tulostin

Tulostetta tarkastellessa huomasin että mallin sisäiset aukot, taikka alueet joiden ei pitäisi olla yhdistynyt toisiinsa olivat kuitenkin hieman sulautuneet toisiinsa tehden räikkäavaimesta näin ollen käyttökelvottoman. Koitin kuitenkin pihdeillä vääntää räikkäosaa, josko se irtoaisi pyörimään, mutta eihän siitä irronnut muuta kuin hylsyn pidike.

Säätelin asetuksia ja muokkailin tulostusominaisuuksia Slic3rin säädöistä hetkisen ja siivutin mallin. Aloitin tulostamisen useamman kerran uudestaan, mutta keskeytin tulostuksen aina kun alkoi näyttää siltä että ongelmia tulee (sulautuneita seinämiä, alustasta irronnut osa, vääriä pursotusleveyksiä yms.).

Epäonnistuneet mallit

Lopulta luovutin yhdeltä illalta eikä valmista tullut, mutta päätin että jatkan seuraavana päivänä.

Ensikosketus Curaan

Seuraavana päivänä päätin kokeilla siivuttaa mallin Cura-ohjelmiston avulla. Tätä varten latasin miniFactoryn sivuilta Repetier-Hostin mF3-version, joka sisälsi Curan ja oletusasetustiedot. Hetkisen asetuksia tutkittuani siivutin mallin viipaleiksi ja laitoin tulostukseen. Tulostin surrasi noin pari tuntia ja tuloksena syntyi uusi tuloste tästä mallista. Huomasin kuitenkin tulostuksen aikana, että räikkäosan sisäinen rakenne sulautui hieman kiinni toiseen osaan. Arvelin jo siinä vaiheessa ettei tämäkään tule vielä toimimaan, mutta olin nyt kuitenkin jo vahvasti voiton puolella, sillä enää tarvitsisi vain yhden kohdan olla sulautumatta väärään paikkaan. Pienensin vielä hieman täyttöprosenttia ja viivanleveyttä sekä top/bottom kerrosten paksuutta.

Kerta vielä ja sitten lasku, kiitos. Kappaleen tulostuttua irroittelin osaa varovasti mattoveitsen avulla. Kahvaosa rapsahti ensin irti, minkä jälkeen oli kiinni enää pyöriväksi tarkoitettu räikkäosa. Tästä tiesin jo siinä vaiheessa, että tulostus onnistui. Irroitin tulostusalustasta loputkin tulosteet ja näin minulla oli kädessäni ihka aito NASA Wrench! Ei kylläkään alkuperäinen, mutta NASA:n suunnittelema ja sekös tästä tekikin hienoa. Kyllä avaruus on siisti paikka 🙂

Alla vielä esittelyvideo avaimesta ja sen toiminnasta. En viitsinyt tähän videoon mutista mitään, koska tuntui että mitään järkevää ei tulisi kuvaushetkellä ulos kuitenkaan...

Tuloste on tehty 0,2mm:n kerrospaksuudella, 20 % täytöllä (eli kappale on 80 % ontto) ja viivanleveys oli 0,6mm. Kappaleen top/bottom kerrokset ovat 0,8mm (Curan asetukset nämä siis).

Vaikkakaan kappale ei ole mikään järeä tai kovinkaan kestävä, eikä tällä varmasti auton renkaiden pultteja avata, niin onhan tätä kiva esitellä ja näyttää mihin tulostin pystyy. Säätöjä tulostusasetuksissa on paljon ja lopputulokseen vaikuttaa jos vähänkään jotakin asetusta ruuvaa. Tämä oli kuitenkin hyvä oppimistuokio ja sukellus Curan asetuksiin ja liikkuvien kappaleiden tulostettavuuteen, vaikka aikaa, hermoja ja tulostusnauhaa vähän kului!