MOST open-source metal 3-D printer v2/it
Per la prima versione, vedere stampante 3D in metallo open source (in realtà questa è la versione 3, anche se ne utilizziamo due: è meglio, quindi inizia da qui)
BOM e Blue Prints
- https://osf.io/ytvgm/ (include OpenSCAD, STL e BOM)
Software
- franklin
- Miglioramenti di slicer e processo per la stampa 3D in metallo basata su GMAW open source - migliore
- Plugin Slicer per stampa 3D in metallo
- Open Source Arc Analyzer: monitoraggio multisensore della produzione additiva ad arco di filo
- Ottimizzazione dello sciame di particelle dei parametri di stampa per la stampa 3D in metallo basata su TIG open source
Applicazioni
Vedi anche
- Applicazioni della stampa 3D in metallo basata su GMAW open source
- Meccanismi di rilascio del substrato per la stampa 3D di alluminio con saldatura ad arco a gas - come staccare la stampa dal substrato con un martello
- Monitor di tensione e corrente open source a basso costo per la stampa 3D di saldatura ad arco con metallo in gas
- Sviluppo di una lega ipoeutettica di alluminio e silicio per la stampa 3D basata su GMAW mediante getti a cuneo
- Laboratorio open source
- Stampa 3D open source di OSAT
- Analisi economica del ciclo di vita della produzione distribuita con stampanti 3D open source
- Impatti ambientali della produzione distribuita dalla stampa 3D di componenti e prodotti polimerici
- Costruire apparecchiature di ricerca con hardware gratuito e open source
- Università di Tecnologia di Delft - MIG+ Prusa I3
- Weld 3D - 1° spin-off commerciale (sembra morto, vedere copia archiviata )
- vedere la letteratura sulla "produzione additiva con arco a filo" (WAAM)
- Mini Metal Maker - Stampante 3D progettata specificamente per l'argilla metallica che viene poi cotta - istruzioni di costruzione da 25 $, quindi quasi open source
- Plugin Slicer per stampa 3D in metallo
- Formazione in situ di meccanismi di rilascio del substrato per la stampa 3D di metalli saldati ad arco con gas metallico
- Monitoraggio e controllo integrati di tensione e corrente della stampante 3D open source con giunto sferico magnetico per saldatura ad arco di metallo a gas
- Pulizia del substrato di alluminio per la stampa 3D: MOST
- Utilizzo di un delta inverso per la stampa a cera per la fusione di metallo
Note per gli utenti
Informazioni di base sul sistema
Per la stampante basata su delta interamente in metallo, il meccanismo di azionamento utilizzava tre motori passo-passo NEMA17 (coppia di 5,5 kg-cm) con viti di comando integrate nei loro alberi, che non richiedevano accoppiamenti tra i motori e le viti di comando. Le viti di comando con filettatura trapezoidale avevano un passo di 5 mm ed erano lunghe 300 mm. I tre motori erano disposti verticalmente su un cerchio di 394 mm, distanziati di 120°. In generale, la fase a 3 assi era basata su un design di robot delta industriale comunemente utilizzato per operazioni pick-and-place, tranne per il fatto che consentiva un movimento maggiore nella direzione z. Il controllo era fornito da un controller basato su Arduino . Il firmware Franklin (software residente sul microcontrollore della stampante) controllava il movimento della stampante, traducendo i comandi da un server di stampa in esecuzione su un computer host. Il computer host, a sua volta, forniva un'interfaccia Web dalla quale l'utente finale era in grado di controllare il movimento della fase, mettere in coda i lavori di stampa e apportare modifiche alla configurazione.
Un'alternativa è acquistare un prodotto offerto da uno dei nostri partner, CNC Router Parts . Invece di un router, collega una pistola per saldatura. Questo sistema è molto più costoso della stampante MOST basata su delta, ma consente un'area di stampa più ampia (o più aree di stampa) e puoi utilizzare una piastra di raffreddamento per aiutare a estrarre il calore. Franklin può anche essere utilizzato per controllare questa configurazione della stampante.
Unità di saldatura
Se si sceglie tra un Millermatic 190 o un Millermatic 140, consigliamo il 190. Si comporta molto meglio con i lunghi cicli di stampa che esistono con la stampa 3D. Tuttavia, se si ha il budget per una saldatrice MIG che consente di pulsare l'arco e/o controllare la forma d'onda, usala senza dubbio. Utilizziamo una pistola per saldatura Miller Spoolmate standard per la saldatura dell'alluminio. Per la saldatura dell'acciaio utilizziamo una pistola per saldatura M-100, sempre della Miller, il nostro partner del progetto America Makes. Puoi vedere cosa stai facendo con queste saldatrici a basso costo usando questo:
Software/Firmware
Inizialmente abbiamo modellato le nostre parti in OpenSCAD , le abbiamo tagliate usando Cura e abbiamo utilizzato un firmware sviluppato internamente noto come Franklin . Puoi usare qualsiasi software di modellazione 3D che ti consenta di esportare la parte come file .STL (ad esempio FreeCAD ). Se scegli di usare Cura, potrebbe essere utile scaricare il nostro plug-in Cura. Questo plug-in ha contribuito a trasformare Cura da un software di taglio tradizionalmente basato sulla plastica a uno basato sul metallo; i percorsi di stampa che funzionano per stampare parti in plastica spesso non funzionano con il metallo. Stiamo attualmente lavorando su un Cura in metallo che va ben oltre il plug-in.
Se utilizzi Cura, dovresti rivedere manualmente il GCode prodotto, poiché occasionalmente potrebbero esserci strani artefatti nel codice. In alternativa, puoi scrivere manualmente il tuo GCode. Attualmente non esiste un software di slicing ideale, economico e open source, ideale per il metallo. Abbiamo uno studente laureato che sta sviluppando un software di slicing, ma non è pronto per la distribuzione. Il nostro sito Franklin contiene informazioni sul download e l'uso di Franklin per controllare il movimento della stampante. In fondo al sito Franklin c'è un collegamento al nostro documento pubblicato di recente relativo a Franklin, che contiene tutti i dettagli necessari per comprenderne il funzionamento.
Scelta del substrato e pulizia
Stampiamo sia alluminio che acciaio su fogli di acciaio A36 spessi 1/4" lavorati a macchina a ~6"x6" con angoli arrotondati. Stampiamo alluminio su acciaio poiché questo fornisce un'interfaccia debole, così i campioni di alluminio possono essere rimossi dal substrato a mano o con un martello. Se hai i fondi, potresti anche riuscire a ottenere lo stesso effetto stampando acciaio su titanio (o su qualsiasi materiale in cui i metalli ferrosi formano fasi fragili). Altri metodi per acciaio e alluminio sono discussi nei nostri documenti:
- Meccanismi di rilascio del substrato per la stampa 3D di alluminio con saldatura ad arco a gas - come staccare la stampa dal substrato con un martello
- Formazione in situ di meccanismi di rilascio del substrato per la stampa 3D di metalli saldati ad arco con gas metallico
Se si impiega uno di questi meccanismi di rilascio del substrato, tenere presente che il primo strato avrà un aspetto e un suono pessimi: l'obiettivo qui È ottenere una saldatura scadente. Ciò si correggerà negli strati successivi.
È importante pulire i substrati prima dell'uso per prevenire porosità e problemi con la formazione dell'arco di saldatura. Sgrassiamo i substrati e poi li abradiamo delicatamente con una spugnetta Scotch Brite. Un'abrasione delicata rimuove ossidi e sporcizia senza macinarli ulteriormente nel substrato. L'uso di spugnette Scotch Brite è controverso nella comunità della saldatura: alcuni ne sono entusiasti, altri le evitano completamente, ma noi abbiamo avuto buoni risultati usandole. Risciacquiamo i substrati con isopropile e li lasciamo asciugare completamente all'aria prima dell'uso. L'uso di aria compressa non è raccomandato poiché molte fonti di aria compressa contengono umidità. L'umidità può introdurre porosità nelle saldature.
Vedere anche: Pulizia del substrato di alluminio per la stampa 3D: MOST
Leghe di saldatura
Usa leghe di saldatura di buona qualità! Inizialmente usavamo le leghe di saldatura più economiche che potevamo trovare su Internet. Non tutti i produttori puliscono gli ossidi o estraggono fluido dal filo di saldatura e questo può influire significativamente sulla qualità della saldatura. Per l'alluminio, AlcoTec e Hobart sono fornitori di qualità con cui abbiamo avuto successo nella stampa. Le leghe di alluminio e silicio (4043, 4943 e 4047) sembrano essere le più facili da stampare. Il filo con diametro di 0,030" è il più facile da usare, anche se potresti sviluppare strategie per usare diametri di filo maggiori.
Parametri di saldatura e stampa dell'alluminio
Parametri di saldatura e stampa dell'alluminio
I parametri di saldatura dipendono dal saldatore utilizzato e dalla parte stampata. Per blocchi di prova da 1"x1,25"x4", abbiamo scoperto che i seguenti parametri sono un buon punto di partenza per parti multistrato:
- Potenza di saldatura: bassa - impostazione "1" sul Millermatic 190
- Velocità di avanzamento del filo: "55" sul Millermatic 190 ~ 125 mm/sec
- Velocità di stampa: 10 mm/sec
- Sporgenza del filo (distanza tra la punta della pistola per saldatura e il pezzo in lavorazione): 10 mm
- Gas di protezione: Ar puro a una portata di 0,24 L/sec. Questo valore potrebbe essere aumentato, ma non lo ridurrei.
- Altezza dello strato: ~2-3 mm
- Spaziatura laterale delle perle: ~2-4 mm
- Pausa dopo ogni strato: 60 sec
Con l'alluminio stai combattendo il calore; l'alluminio tende a scaldarsi facilmente e a rimanere caldo. Nelle parti grandi e multistrato vuoi ridurre al minimo l'apporto di calore nella parte. Nella saldatura, l'apporto di calore è direttamente proporzionale alla saldatura e inversamente proporzionale alla velocità di saldatura e alla sporgenza del filo. Aumenta la potenza per aumentare l'apporto di calore, aumenta la velocità o la sporgenza del filo per ridurre l'apporto di calore. Le impostazioni fornite sopra non sono ideali per i singoli strati, ma sono state ottimizzate per le parti multistrato. Per i singoli strati, aumenta la potenza e la velocità di avanzamento del filo.
Parametri di saldatura e stampa dell'acciaio
L'acciaio è relativamente più facile da lavorare. Consigliamo le seguenti impostazioni iniziali:
- Potenza di saldatura: 5 volt sul Millermatic 190
- Velocità di avanzamento del filo: "29" sul Millermatic 190 ~ 25 mm/sec
- Velocità di stampa: 7 mm/sec
- Sporgenza del filo (distanza tra la punta della pistola per saldatura e il pezzo da lavorare): 10 mm
- Gas di protezione: C25 a 30 CFH (piedi cubi all'ora)
- Altezza dello strato: 2 mm
- Spaziatura laterale delle perle: 1 mm
- Pausa dopo ogni strato: almeno 60 sec
È necessario pulire l'ugello e la testa della pistola di saldatura dagli schizzi durante la pausa dopo ogni strato. Assicurarsi che i fori per il gas di protezione non siano ostruiti dagli schizzi.
Prevenire la porosità
Gli ambienti umidi contribuiscono in modo significativo alla porosità nelle saldature. Se riesci a spostare il sistema dal piano terra di un edificio, a utilizzare un deumidificatore o a evitare di stampare in giornate molto umide, i tuoi livelli di porosità saranno inferiori. Mantenere puliti substrati e fili contribuirà notevolmente a ottenere buone stampe. Scegli leghe di saldatura di buona qualità. Prodotti come le gelatine per ugelli sono disponibili nella maggior parte dei negozi di ferramenta. Puoi usarle per impedire l'accumulo di schizzi vicino alla punta di contatto (garantendo un flusso uniforme e costante di gas di protezione), tuttavia l'uso di queste gelatine è comunemente noto nella comunità della saldatura per aumentare la porosità della saldatura.
Sicurezza
Si prega di consultare la sezione sulla sicurezza del nostro progetto originale . Tutte le misure di sicurezza che si adotterebbero per la saldatura dovrebbero essere rispettate anche per la stampa 3D basata sulla saldatura. L'arco può causare scottature e l'esposizione a lungo termine è stata collegata al cancro della pelle e alla tiroide. Fissare l'arco può causare forti mal di testa e danni agli occhi. Le maschere e le tende per saldatura prevengono questo problema. La saldatura produce fumi e la stampa 3D basata sulla saldatura produce più fumi della saldatura media. Stampare in un'area ben ventilata. Noi stampiamo in una cappa aspirante. Mantenere il percorso verso terra pulito e privo di detriti/ossidi. Nella nostra stampante basata su delta, il percorso verso terra è il meccanismo di serraggio in metallo che tiene in posizione il substrato. Prima di mettere un substrato sulla stampante, è una buona idea pulire i morsetti con una lima per metallo e/o carta vetrata. Il saldatore troverà la terra; controlla il percorso che vuoi che faccia per raggiungere la terra per evitare danni all'apparecchiatura.
In caso di dubbi, consultare i forum di saldatura online e la letteratura sulla saldatura può essere incredibilmente utile. Le soluzioni standard impiegate nella saldatura spesso si traducono bene nella stampa 3D basata sulla saldatura.