Практика

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Российский государственный университет им. А.Н. Косыгина
(Технологии. Дизайн. Искусство)»
Отчет
По дисциплине «Учебная практика»
По теме: «3D принтер»
Выполнили: Марченко Е. А.
Лаптева М. А.
Леонова С. А.
Группа: МИД-120
Проверил: Кузьмин А. Г.
Москва 2022 г.
Безопасность
Перед использованием и эксплуатацией данного изделия, заменой или
удалением любых деталей, компонентов и материалов данного изделия, а
также техническим обслуживанием принтера, внимательно ознакомьтесь с
настоящим Руководством по эксплуатации и приведенными ниже правилами
техники безопасности. Необходимо строго соблюдать все правила техники
безопасности.
Меры безопасности:
 Не оставляйте работающий принтер без присмотра.
 Не касайтесь руками нагревательного элемента, сопла, стола т.к. они
нагреваются до высокой температуры.
 При необходимости обслуживания нагреваемых частей принтера, используйте термостойкие перчатки (с силиконовым покрытием)
 Не трогайте получаемую деталь руками во время печати.
 Выключайте 3D-принтер из сети 220В после окончания работ.
 Не поднимайте, не перемещайте, не кладите на бок включенный в сеть
3D-принтер.
 При печати пластиками отличными от ПЛА, проветривайте помещение.
 Ничем не накрывайте работающий принтер, это может привести к перегреву электроники.
3D-принтер
3D-печать относится к аддитивным технологиям. Аддитивные технологии позволяют создавать объект на основе 3D-модели. Конечный продукт изготавливается путём послойного нанесения материала. Для печати 3D-объ-
2
екта сперва необходимо подготовить его модель. На первом этапе происходит моделирование самой модели. Оно проводится в программах, предназначенных для создания 3D-моделей ( Autodesk AutoCAD). Однако, необязательно, создавать модель самостоятельно. Ее аналоги можно найти на специализированных ресурсах (рисунок 1).
Рисунок 1 - ресурс 3D модели
Следующим этапом происходит импорт модели в ‘Cura 3D’. ‘Cura 3D’это программа - слайсер для 3D-принтеров, с помощью которой модель (рисунок 2) нарезается на слои и преобразовывается в послойную структуру.
Рисунок 2 – 3D модель
3
В программе есть три основных панели: панель навигации (вверх), левая
панель инструментов и правая панель инструментов.
Верхняя панель (рисунок 4) включает в себя:

Открытие файлов с моделями (Файл  Открыть)

Правка. Эта вкладка используется для базового редактиро-
вания модели (удаление модели с рабочего стола, слияние моделей);

Вкладка Вид позволяет переключаться между различными
режимами просмотра;

Параметры: настройки принтера и параметры материалов;

Расширения: позволяют вручную редактировать G-Code
файл
Рисунок 3 – Верхняя панель инструментов
Левая панель инструментов (рисунок 4):

Перемещение модели по рабочему пространству;

Увеличение/уменьшение модели;

Поворот модели;

Отзеркаливание: модель зеркально отражается по соответ-
ствующей оси;
4
Рисунок 4 – Левая панель инструментов
Правая панель инструментов предназначена для настройки качества печати и материалов.
Также можно менять параметры печати:

Заполняемость (рисунок 5);

Высоту слоя (рисунок 6);

Толщину стенок ( рисунок 7);

Автогенерация поддержек (рисунок 8);
Рисунок 5 – Заполняемость
5
Рисунок 6 – Высота слоя
Рисунок 7 – Толщина стенок
Рисунок 8 – Автогенерация поддержек
6
На данных изображениях выставлены следующие параметры:
 Заполняемость – 80%;
 Высота слоя -0,15 мм;
 Толщина стенок в 2 линии, то есть он два раза периметр обводит
и остальное заполняет, толщина равна количество линий, умноженное на диаметр сопла;
 Автогенерация поддержек вкл. ;
Поддержки
 Размещение поддержек – В зависимости от сложности модели стоит
выбирать размещение поддержек от стола. Если же модель имеет много
недоступных от стола нависаний, есть смысл воспользоваться настройкой древовидные поддержки, лишь в крайнем случае, используя размещение поддержек везде.
 Угол нависания – В зависимости от эффективности охлаждения можно
увеличивать параметр. Стандартно, лучше ставить 45°.
 Шаблон поддержек – Универсальным шаблоном является зиг-заг, но
также, стоит поэкспериментировать.
 Плотность поддержек (%) – Определяет насколько плотно друг к другу
будут размещены линии поддержки. С параметром не стоит перебарщивать, поскольку поддержки отделить будет очень сложно. Рекомендуется ставить в районе 15%.
 Разрешить кайму поддержек (Да/Нет) – Рекомендуется включать. Поскольку, эта настройка повышает адгезию к столу.
 Зазор поддержки по оси Z (мм) – Определяет какой высоты будет зазор
между крышкой поддержки и моделью. Заданное значение автоматически округляется до высоты слоя, указанной в настройки. Не рекомендуется ставить данный параметр более двойной высоты слоя, это может
7
привести к очень сильным провисаниям и малой эффективности поддержки. Если же поддержка слипается с моделью и отделить её очень
сложно, увеличиваем этот параметр на одну высоту слоя и тестируем.
o Зазор поддержки по оси X/Y (мм) – Определяет какой ширины
будет зазор между стенками поддержки и стенками модели. Избыточное увеличение этого расстояния приведёт к ранним провисаниями поддержки. Минимальный же зазор может привести к
слипанию модели и поддержки. Рекомендуемые величины от 0.7
до 1 мм
o Разрешить связующий слой поддержки (Да/Нет) – Рекомендуется включать, поскольку это улучшает качество печати нависаний, а также лёгкость отделения поддержек.
o Шаблон связующего слоя поддержки – Рекомендуется экспериментировать с этой настройкой, поскольку разные шаблоны дают
слегка разный эффект. Но более интересным и качественным является зиг-заг.
Подготовка к печати
3D-модель, обработанная в программе-слайсере, должна иметь специальное расширение G-Code. Данное расширение представляет собой текстовый документ, содержащий список команд для принтера, которые последний
считывает и выполняет. После подготовки модели, можно приступать к ее
печати. Для печати используется 3d-принтер Ender 3. У принтера есть экструдер (рисунок 9) - устройство, через которое подается расплавленный материал. Экструдер у Ender 3 может перемещаться только в двух плоскостях: x и
z.
8
Рисунок 9 – Экструдер
Для загрузки G-Code файлов можно использовать USB-соединение с
компьютером или загрузить файлы с SD-карты. Для выбора файла и
настройки принтера необходимо использовать специальные дисплей (рисунок 10). На нем присутствует регулятор, с помощью которого производиться
управление. На дисплее представлена панель, отображающая процесс изготовления модели.
Рисунок 10 – Дисплей
9
Пункты меню 3D принтера
Чтобы полноценно управлять 3D принтером, необходимо знать его
пункты меню. Управление и перемещение между пунктами меню происходит
при помощи энкодера (цилиндрической рукоятке, рядом с дисплеем).
Пункты меню:
1. Информационный экран – Возвращает обратно в главный экран принтера
2. Подготовить – Основной пункт подготовки принтера к печати
 Движение по осям – С помощью этого пункта можно передвигать
различные оси, вручную отправляя команды принтеру. Движение X – Движение каретки экструдера по оси X (право – лево)
 Движение Y – Движение каретки экструдера по оси Y (взад – вперёд)
 Движение Z – Движение стола по оси Z (вверх и вниз)
 Экструдер – Экструдирование (подача) и откат пластика (возврат).
 Авто парковка – Возврат всех осей принтера в домашнее положение
и обнуление координат. Так микроконтроллер принтера понимает,
где находятся его оси.
 Выкл. Двигатели – Отключает питание двигателя в режиме ожидания. Помогает разблокировать двигатели, если они заблокированы и
находятся в режиме удержания
3. Настройки – Пункт предназначен для управления принтером, вплоть до
базовых настроек
 Температура – Настройка позволяет изменять температурные режимы принтера
o Сопло – Ввод вручную температуры хот энда (экструдера) в
°C, с ценой деления до 1°C.
10
o Кулер - Ввод вручную температуры стола в °C, с ценой деления до 1°C.
o Автотемпература: выкл.
o Мин – Настройка минимальной температуры хот энда (экструдера)
o Макс – Настройка максимальной температуры хот энда (экструдера)
 Движение – Пункт настройки максимальных скоростей работы
принтера
o Быстрота – Настройка максимальной скорости работы принтера
o Ускорение – Настройка максимального ускорения скоростей
перемещения
o Рывок – Настройка максимального рывка
перемещений
o Шаг/мм – Настройка шагов для перемещения принтера на 1 мм
o Восстановить настройки – Пункт меню позволяющий восстановить настройки, которые сохранены в прошивке 3D принтера
4. Печать с SD карты – Печать с вставленной в разъём SD карты.
Печать
Рассмотрим принцип работы 3D-принтера Ender 3. Загрузив G-Code
файл, запускаем печать. Перед стартом печати оборудованию необходимо
разогреться до определенной температуры. После разогрева, принтер начнет
работать по заданной программе. На рисунке 11 показано начало печати детали. Пластик накладывается слоями.
11
Рисунок 11 –Начало печати детали
На рисунке 12 представлен процесс печати модели, который выполнен
на 46%.
Рисунок 12 – Процесс печати модели
В конечном результате был получен объект, изображенный на рисунке 13.
12
Рисунок 13 – Конечный результат печати
Заключение
В наше время никого не удивишь 2D принтером – эти устройства давно
получили широкое распространение в быту современного общества. Сейчас
все чаще можно услышать о 3D технологиях, а, в частности, 3D принтерах,
способных печатать объемные изделия.
3D принтер необходим при производстве новейших сложных прототипов продукции. Используя напечатанный на трехмерном принтере образец изделия, производитель сможет обнаружить недостатки или недоработки детали
и устранить их до запуска изделия в производство. Создание 3D моделей вместо действующих прототипов позволяет исключить затраты на чрезмерную
подготовку производства и исправление недостатков.
Также профессиональные 3D принтеры широко применяются в научно-исследовательской деятельности. При помощи такого устройства ученый или
изобретатель может воплотить в жизнь свои невероятные идеи.
С помощью 3D-принтера можно в чрезвычайно маленький срок сделать
нужный макет и даже применять его по назначению, если он выполнен из
пригодного материала. Лишь представьте себе недалекое будущее, где
13
можно будет прийти в какой-либо офис и по заказу распечатать созданную
вами модель. Это быть может что угодно - от гаечного ключа до чрезвычайно
принципиальной и редчайшей детали в двигателе раритетного родстера.
Вывод: В ходе практической работы, мы узнали о технологии 3D-печати,
о ее видах. Освоили разные программы 3D-моделирования. Поняли как работают современные принтеры разных видов и разницу в качестве печати.
14