MOST open-source metal 3-D printer v2/id
| Jenis | |
|---|---|
| Penulis | Joshua M. Pearce |
| Lokasi | Michigan , AS |
| Status | Dirancang Dimodelkan Prototipe Terverifikasi |
| Diverifikasi oleh | PALING |
| Bertahun-tahun |
| Lisensi perangkat keras | CERN-OHL-S |
|---|---|
| Sertifikasi | Mulai sertifikasi OSHWA |
Untuk versi pertama, lihat printer 3-D logam sumber terbuka (Ini sebenarnya versi 3, meskipun kami menggunakan dua - ini lebih baik jadi mulailah dari sini)
BOM dan Cetak Biru
- https://osf.io/ytvgm/ (termasuk OpenSCAD, STL, dan BOM)
Perangkat Lunak
- Franklin
- Peningkatan alat pengiris dan proses untuk pencetakan 3-D logam berbasis GMAW sumber terbuka - lebih baik
- Plugin Pemotong Pencetakan Logam 3D
- Open Source Arc Analyzer: Pemantauan Multi-Sensor pada Produksi Aditif Busur Kawat
- Optimasi Kumpulan Partikel Parameter Pencetakan untuk Pencetakan 3D Logam Berbasis TIG Sumber Terbuka
Aplikasi
Lihat juga
- Aplikasi Percetakan 3D Logam Berbasis GMAW Sumber Terbuka
- Mekanisme Pelepasan Substrat untuk Pencetakan Logam Aluminium 3D Las Busur Logam Gas - cara melepaskan cetakan Anda dari substrat dengan palu
- Monitor Tegangan dan Arus Sumber Terbuka Berbiaya Rendah untuk Pencetakan 3D Las Busur Logam Gas
- Pengembangan Paduan Aluminium-Silikon Hipoeutektik untuk Pencetakan 3-D Berbasis GMAW Menggunakan Coran Baji
- Lab Sumber Terbuka
- Pencetakan 3-D OSAT sumber terbuka
- Analisis ekonomi siklus hidup manufaktur terdistribusi dengan printer 3-D sumber terbuka
- Dampak lingkungan dari manufaktur terdistribusi dari pencetakan 3-D komponen dan produk polimer
- Membangun peralatan penelitian dengan perangkat keras sumber terbuka yang gratis
- Universitas Teknologi Delft - MIG+ Prusa I3
- Weld 3D - spin-off komersial pertama (tampaknya mati, lihat salinan yang diarsipkan )
- lihat literatur tentang "manufaktur aditif busur kawat" (WAAM)
- Mini Metal Maker - Printer 3D yang dirancang khusus untuk tanah liat logam yang kemudian dibakar - instruksi pembuatan $25 sehingga sumbernya semi-terbuka
- Plugin Pemotong Pencetakan Logam 3D
- Pembentukan In Situ Mekanisme Pelepasan Substrat untuk Pencetakan 3D Las Busur Logam Gas
- Pemantauan dan Kontrol Tegangan-Arus Terintegrasi pada Printer 3D Sumber Terbuka Sambungan Bola Magnetik Las Busur Logam Gas
- Pembersihan substrat aluminium untuk pencetakan 3-D: PALING
- Menggunakan delta terbalik untuk cetakan lilin untuk pengecoran logam
Catatan untuk Pengguna
Latar Belakang Sistem
Untuk printer berbasis delta yang seluruhnya terbuat dari logam, mekanisme penggerak menggunakan tiga motor stepper NEMA17 (torsi 5,5 kg-cm) dengan sekrup utama terintegrasi ke porosnya, sehingga tidak memerlukan kopling antara motor dan sekrup utama. Sekrup utama berulir trapesium memiliki jarak antar motor 5 mm dan panjang 300 mm. Ketiga motor tersebut disusun secara vertikal pada lingkaran berdiameter 394 mm, dengan jarak antar motor 120°. Secara umum, tahap 3-sumbu didasarkan pada desain robot delta industri yang umum digunakan untuk operasi pick-and-place, kecuali memungkinkan pergerakan yang lebih besar pada arah z. Kontrol disediakan oleh pengontrol berbasis Arduino . Franklin Firmware (perangkat lunak yang terdapat pada mikrokontroler printer) mengontrol gerakan printer, menerjemahkan perintah dari server printer yang berjalan di komputer induk. Komputer induk, pada gilirannya, menyediakan antarmuka web yang memungkinkan pengguna akhir untuk mengontrol gerakan tahap, mengantrekan pekerjaan cetak, dan membuat perubahan konfigurasi.
Alternatifnya adalah membeli produk yang ditawarkan oleh salah satu mitra kami, CNC Router Parts . Alih-alih router, pasang pistol las. Sistem ini jauh lebih mahal daripada printer berbasis delta MOST, tetapi memungkinkan Anda mencetak area yang lebih luas (atau beberapa area) dan Anda dapat menggunakan pelat pendingin untuk membantu mengekstrak panas. Franklin juga dapat digunakan untuk mengontrol pengaturan printer ini.
Unit Las
Jika memilih antara Millermatic 190 atau Millermatic 140, kami merekomendasikan 190. Performanya jauh lebih baik dengan siklus cetak panjang yang ada pada pencetakan 3D. Namun, jika Anda memiliki anggaran untuk mesin las berbasis MIG yang memungkinkan Anda untuk membuat denyut busur dan/atau mengontrol bentuk gelombang, silakan gunakan saja. Kami menggunakan pistol las Miller Spoolmate standar untuk pengelasan aluminium. Untuk pengelasan baja, kami menggunakan pistol las M-100, juga dari Miller, mitra proyek America Makes kami. Anda dapat melihat hasil kerja Anda dengan mesin las murah ini dengan melihat ini:
Perangkat Lunak/Firmware
Awalnya, kami memodelkan komponen kami di OpenSCAD , mengirisnya menggunakan Cura , dan menggunakan firmware internal yang dikenal sebagai Franklin . Anda dapat menggunakan perangkat lunak pemodelan 3D apa pun yang memungkinkan Anda mengekspor komponen sebagai berkas .STL (misalnya FreeCAD ). Jika Anda memilih menggunakan Cura, mengunduh plug-in Cura kami mungkin bermanfaat. Plug-in ini membantu mengubah Cura dari perangkat lunak pengiris berbasis plastik menjadi berbasis logam; jalur cetak yang berfungsi untuk mencetak komponen plastik seringkali tidak berfungsi pada logam. Saat ini kami sedang mengembangkan Cura-logam yang jauh melampaui plug-in.
Jika Anda menggunakan Cura, Anda harus meninjau GCode yang dihasilkan secara manual karena terkadang terdapat artefak aneh dalam kode tersebut. Sebagai alternatif, Anda dapat menulis GCode secara manual. Saat ini belum ada perangkat lunak pengiris sumber terbuka yang ideal, murah, dan cocok untuk logam. Kami memiliki mahasiswa pascasarjana yang sedang mengembangkan perangkat lunak pengiris, tetapi belum siap untuk didistribusikan. Situs Franklin kami menyediakan informasi mengenai pengunduhan dan penggunaan Franklin untuk mengontrol gerakan printer. Di bagian bawah situs Franklin terdapat tautan ke makalah kami yang baru dirilis terkait Franklin yang berisi semua detail yang Anda perlukan untuk memahami cara kerjanya.
Pemilihan dan Pembersihan Substrat
Kami mencetak aluminium dan baja pada lembaran baja A36 setebal 1/4 inci yang dibuat dengan mesin hingga ~6"x6" dengan sudut membulat. Kami mencetak aluminium pada baja karena hal ini memberikan antarmuka yang lemah sehingga sampel aluminium dapat dilepaskan dari substrat dengan tangan atau palu. Jika Anda memiliki dana, Anda mungkin juga bisa mendapatkan efek yang sama dengan mencetak baja pada titanium (atau pada material apa pun yang logam berbasis besinya membentuk fase getas). Metode lain untuk baja dan aluminium dibahas dalam makalah kami:
- Mekanisme Pelepasan Substrat untuk Pencetakan Logam Aluminium 3D Las Busur Logam Gas - cara melepaskan cetakan Anda dari substrat dengan palu
- Pembentukan In Situ Mekanisme Pelepasan Substrat untuk Pencetakan 3D Las Busur Logam Gas
Jika Anda menggunakan salah satu mekanisme pelepasan substrat ini, perlu diingat bahwa lapisan pertama akan terlihat dan terdengar buruk - tujuannya adalah untuk mendapatkan hasil las yang buruk. Hal ini akan terkoreksi sendiri di lapisan-lapisan berikutnya.
Penting untuk membersihkan substrat sebelum digunakan guna mencegah porositas dan masalah pembentukan busur las. Kami membersihkan substrat dari minyak, lalu mengikisnya secara perlahan menggunakan bantalan Scotch Brite. Pengikisan yang lembut menghilangkan oksida dan kotoran tanpa mengikisnya lebih jauh ke dalam substrat. Penggunaan bantalan Scotch Brite masih kontroversial di kalangan pengelasan - beberapa orang sangat menyukainya, yang lain menghindarinya sama sekali, tetapi kami telah cukup berhasil menggunakannya. Kami membilas substrat dengan isopropil dan membiarkannya kering sepenuhnya sebelum digunakan. Penggunaan udara bertekanan tidak disarankan karena banyak sumber udara bertekanan mengandung uap air. Uap air dapat menyebabkan porositas pada las.
Lihat juga: Pembersihan substrat aluminium untuk pencetakan 3-D: PALING
Paduan Las
Gunakan paduan las berkualitas baik! Awalnya, kami menggunakan paduan las termurah yang bisa kami temukan di internet. Tidak semua produsen membersihkan oksida atau menyerap cairan dari kawat las mereka, dan hal ini dapat memengaruhi kualitas las secara signifikan. Untuk aluminium, AlcoTec dan Hobart adalah vendor berkualitas yang telah berhasil kami cetak. Paduan aluminium silikon (4043, 4943, dan 4047) tampaknya paling mudah dicetak. Kawat berdiameter 0,030 inci adalah yang paling mudah digunakan, meskipun Anda dapat mengembangkan strategi untuk menggunakan diameter kawat yang lebih besar.
Parameter Las & Cetak Aluminium
Parameter Las & Cetak Aluminium
Parameter las bergantung pada mesin las yang digunakan dan komponen yang dicetak. Untuk blok uji berukuran 1"x1,25"x4", kami menemukan parameter berikut sebagai titik awal yang baik untuk komponen multi-lapis:
- Daya Las: Rendah - pengaturan "1" pada Millermatic 190
- Kecepatan Umpan Kawat: "55" pada Millermatic 190 ~ 125 mm/detik
- Kecepatan Cetak: 10 mm/detik
- Wire Stick-Out (jarak antara ujung pistol las dan benda kerja): 10mm
- Gas pelindung: Ar murni pada laju alir 0,24 L/detik. Angka ini bisa ditingkatkan, tetapi saya tidak akan menurunkannya.
- Tinggi Lapisan: ~2-3 mm
- Jarak Manik Lateral: ~2-4 mm
- Jeda setelah setiap lapisan: 60 detik
Dengan aluminium, Anda melawan panas; aluminium cenderung mudah panas dan tetap panas. Pada komponen berlapis-lapis yang besar, Anda perlu meminimalkan masukan panas ke dalam komponen. Dalam pengelasan, masukan panas berbanding lurus dengan pengelasan dan berbanding terbalik dengan kecepatan las dan tarikan kawat. Tingkatkan daya untuk meningkatkan masukan panas, tingkatkan kecepatan atau tarikan kawat untuk mengurangi masukan panas. Pengaturan yang diberikan di atas tidak ideal untuk lapisan tunggal, tetapi telah dioptimalkan untuk komponen berlapis-lapis. Untuk lapisan tunggal, tingkatkan daya dan laju umpan kawat.
Parameter Las & Cetak Baja
Baja relatif lebih mudah dikerjakan. Kami merekomendasikan pengaturan awal berikut:
- Daya Las: 5 volt pada Millermatic 190
- Kecepatan Umpan Kawat: "29" pada Millermatic 190 ~ 25 mm/detik
- Kecepatan Cetak: 7 mm/detik
- Wire Stick-Out (jarak antara ujung pistol las dan benda kerja): 10 mm
- Gas pelindung: C25 pada 30 CFH (Kaki Kubik per Jam)
- Tinggi Lapisan: 2 mm
- Jarak Manik Lateral: 1 mm
- Jeda setelah setiap lapisan: setidaknya 60 detik
Anda perlu membersihkan nosel dan kepala pistol las dari cipratan selama jeda setelah setiap lapisan. Pastikan lubang untuk gas pelindung tidak tersumbat oleh cipratan.
Mencegah Porositas
Lingkungan lembap berkontribusi signifikan terhadap porositas pada las. Jika Anda dapat memindahkan sistem dari lantai dasar gedung, menggunakan dehumidifier, atau menghindari pencetakan pada hari yang sangat lembap, tingkat porositas Anda akan lebih rendah. Menjaga substrat dan kabel tetap bersih juga akan sangat membantu dalam menghasilkan cetakan yang baik. Pilihlah paduan las berkualitas baik. Produk seperti nozzle jelly tersedia di sebagian besar toko perangkat keras. Anda dapat menggunakannya untuk mencegah penumpukan percikan di dekat ujung kontak (memastikan aliran gas pelindung yang konsisten dan merata), namun penggunaan jelly ini umumnya dikenal di kalangan pengelasan untuk meningkatkan porositas las.
Keamanan
Silakan lihat bagian tentang keselamatan pada desain asli kami . Semua tindakan keselamatan yang akan diambil untuk pengelasan juga harus dipatuhi untuk pencetakan 3-D berbasis las. Busur dapat menyebabkan kulit terbakar dan paparan jangka panjang telah dikaitkan dengan kanker kulit dan kanker tiroid. Menatap busur dapat mengakibatkan sakit kepala yang sangat menyakitkan dan kerusakan pada mata. Masker las dan tirai las mencegah hal ini. Pengelasan menghasilkan asap dan pencetakan 3-D berbasis las menghasilkan lebih banyak asap daripada pengelasan rata-rata. Cetak di area yang berventilasi baik. Kami mencetak di lemari asam. Jaga jalur ke tanah tetap bersih dan bebas dari serpihan/oksida. Pada printer berbasis delta kami, jalur ke tanah adalah mekanisme penjepit logam yang menahan substrat di tempatnya. Sebelum meletakkan substrat pada printer, ada baiknya untuk membersihkan penjepit dengan kikir logam dan/atau amplas. Tukang las akan menemukan tanah; kendalikan jalur yang Anda inginkan untuk diambil ke tanah untuk mencegah kerusakan peralatan.
Jika ragu, membaca forum pengelasan daring dan literatur pengelasan bisa sangat membantu. Solusi standar yang digunakan dalam pengelasan seringkali dapat diterapkan dengan baik pada pencetakan 3D berbasis las.
| Penulis | Joshua M. Pearce |
|---|---|
| Lisensi | CC-BY-SA-3.0 |
| Lokasi | {{{koordinat}}} |
| Organisasi | PALING , MTU |
| Kutip sebagai | Joshua M. Pearce (2014–2024). "Printer 3-D logam sumber terbuka MOST v2" . Appropedia . Diakses tanggal 24 Agustus 2025 . |