Работа с 3 D -принтером PICASO 3 D Designer X PRO

Оглавление

1. Введение___________________________________________________________стр.3

2. История 3D-печати___________________________________________________стр. 4

3.  Работа с 3D-принтером PICASO 3D Designer X PRO_____________________стр.5-8

4. Практическая часть________________________________________________стр. 8-10

5.  Заключение ____________________________________________________ стр. 10-11

6. Список литературы__________________________________________________стр. 11

7. Приложение _____________________________________________________стр.12-14

Введение

С начала нового тысячелетия понятие «3D» прочно вошло в нашу повседневную жизнь. В первую очередь, мы связываем его с киноискусством, фотографией или мультипликацией. Но едва ли сейчас найдётся человек, который хотя бы раз в жизни не слышал о такой новинке, как 3D-печать.

Что же это такое и какие новые возможности в творчестве, науке, технике и повседневной жизни несут нам технологии трехмерной печати?

В основу принципа работы 3d принтера заложен принцип постепенного (послойного) создания твердой модели, которая как бы «выращивается» из определённого материала, о котором будет сказано немного позже. Преимущества 3D печати перед привычными, ручными способами построения моделей — высокая скорость, простота и относительно небольшая стоимость.

Например, для создания 3D модели или какой-либо детали вручную может понадобиться довольно много времени — от нескольких дней до месяцев. Ведь сюда входит не только сам процесс изготовления, но и предварительные работы — чертежи и схемы будущего изделия, которые всё равно не дают полного видения окончательного результата.

В итоге значительно возрастают расходы на разработку, увеличивается срок от разработки изделия до его серийного производства.

3D технологии же позволяют полностью исключить ручной труд и необходимость делать чертежи и расчёты на бумаге — ведь программа позволяет увидеть модель во всех ракурсах уже на экране, и устранить выявленные недостатки не в процессе создания, как это бывает при ручном изготовлении, а непосредственно при разработке и создать модель за несколько часов.

При этом возможность ошибок, присущих ручной работе, практически исключается.

Цель нашей работы: Создать 3D модели и распечатать их на принтере.

Задачи:

1. Изучить литературу по 3D моделированию (в частности по Designer Xpro)

2. Запустить 3D принтер Designer X PRO

3. Изучить способы создания 3D моделей

4. Узнать, где в наши дни используется 3D печать

5. Разобраться в принципе работы 3D принтера

6. Самостоятельно разработать и распечатать 3D модель.

 

История 3D- печати

Технология изготовления физических трехмерных объектов с использованием цифровых данных была впервые разработана Чарльзом Хуллом в 1984 г. В 1986 г. он получил патент на свое изобретение и назвал данную технологию Стереолитография. После получения патента, Чарльз Хулл основал компанию 3D Systems и разработал первый промышленный станок для 3D печати. Так как термин «3D принтер» в то время еще не использовался, станок назывался просто «аппарат для стереолитографии». Технология 3D печати была достаточно нова в то время, и компания 3D Systems изготовила и поставила первую модель станка нескольким избранным заказчикам. В 1988 г., основываясь на откликах клиентов о станке, компания разработала усовершенствованную модель 3D принтера SLA-250 и было начато его серийное производство.

В то время как к концу 1988 г. технологии 3D копирования получили широкую популярность, появились новые технологии: моделирование методом наплавления (Fused Deposition Modeling (FDM)) и метод селективного лазерного спекания (Selective Laser Sintering (SLS)). Технология моделирования методом наплавления была изобретена Скотом Крамп в 1988 г. В следующем году им была основана компания Stratasys и налажено промышленное производство станков. В 1992 г. компания продала свой первый станок "3D Modeler". В том же году компания DTM выпустила на рынок станок, работающий по технологии селективного лазерного спекания (SLS). В 1993 г. в Массачусетском технологическом институте (MIT) была изобретена и запатентована еще одна технология 3D печати. Она получила название «Технологии трехмерной печати» и была подобна технологии струйной печати, используемой в 2D принтерах. В 1995г. компания ZCorporation получила от Массачусетского технологического института патент на использование технологии и начала производство 3D принтеров, на базе 3DP технологий.

В 1996 г. были произведены станки "Genisys" от компании Stratasys, "Actua 2100" – от 3D Systems, и "Z402" – Z Corporation. В течение этого времени впервые появился термин «трехмерная печать» для обозначения станков быстрого моделирования. Только в конце 1990-х - начале 2000 гг., в продаже появились несколько моделей станков по относительно низким ценам. В 2005 г. компания Z Corporation выпустила на рынок революционно-новую модель Spectrum Z510 – станок 3D печати с высоким разрешением цветов. Еще один прорыв в области трехмерной печати произошел в 2006 г. с созданием общедоступного проекта Reprap, нацеленного на производство 3D принтера, способного воспроизводить детали собственной конструкции. Первая модель Reprap, произведенная в 2008 г., может произвести приблизительно 50% своих собственных частей. Вторая модель проекта Reprap находится в настоящее время в стадии разработки.

Экструдер

Экструдер избавлен от всех "слабых мест", которые были у предыдущей версии принтера. Вся конструкция экструдера сделана прочно.

Экструдер позволяет нагреваться до 380С. Поэтому для печати доступны, все материалы, которые можно приобрести на рынке.
       Стол

Стол алюминиевый со съемной стеклянной поверхностью. Может нагреваться до 140С. Такая температура достаточна для печати всеми материалами. Все это вместе с экструдером и системой терморегуляции позволяет вообще не думать о проблемах с выбором материалов. PICASO 3D Designer X PRO позволяет работать с любыми доступными материалами для печати.

 Стеклянная поверхность установлена на магнитах.

Легким движением руки, можно снять стекло с напечатанной деталью. И точно так же легко установить на место.

Автокалибровка и система контроля печати первого слоя делают процесс настройки максимально простым.

Интерфейсы

PICASO 3D Designer X PRO в качестве носителя можно использоваться USB-Flash. Устанавливается “флешка” на передней панели под экраном.
Для управления с компьютера, используется USB-порт, и подключение к локальной сети через порт Ethernet.

С помощью подключения к сети, можно управлять одновременно несколькими PICASO 3D Designer X PRO с одного компьютера. Это уже решение для профессионального использования принтера в составе “печатных ферм. Хотя и для домашнего пользователя, возможность установить принтер в удобном месте, будет не лишней.

 Экран

Экран у PICASO 3D Designer X PRO тоже привлекательный. На нем можно увидеть анимированные пиктограммы, которые отображают режимы работы. Все это, сильно упрощает процесс освоения принтера для новичков.

Управление осуществляется с помощью селектора. Хотя крупные иконки на экране и подбивают “потыкать в них пальцем”. Но управление удобное, и с помощью стандартного для многих 3D принтеров селектора.

Программное обеспечение

В качестве управляющей программы используется новая версия программы Polygon X.

Программа получила более продвинутую систему визуального отображения моделей.

Правда, нашелся один небольшой минус. Программа достаточно ресурсоемка, и требует для работы мощный компьютер. Можно использовать любой, но это отразится на времени подготовки к печати.

Сервисы и возможности

Принтер сигнализирует об окончании пластика и встает на паузу. Засоров сопла, у нас к счастью не было.

Весьма продвинутая система, которая контролирует печать первого слоя. Система плотно завязана с автокалибровкой и позволяет избежать ошибок. Датчики проверяют, на оптимальной ли высоте расположено сопло, и правильно ли ложится пластик. В случае нарушения оптимальной высоты, это компенсируется микро-перемещениями рабочего стола по вертикали. Все это приводит к тому, что первый слой всегда правильно ложится на стол. Это обеспечивает отличную адгезию и правильную геометрию детали.

Система профилей, значительно упрощает настройки печати. Все оптимальные режимы уже подобраны производителем. Не приходится тратить время и материал на тестовую печать.

Печать

Естественно, в ходе тестирования мы хотели проверить главное - как PICASO 3D Designer X PRO печатает двумя материалами.

По итогам, что же можно сказать о печати? Скорость печати двумя материалами значительно высока. Смена печатающего материала проходит очень быстро.

Качество печати весьма впечатляет. На наш взгляд команда PICASO 3D полностью выполнила все свои обещания, и принтер действительно выдает принты выдающегося качества.

Практическая часть

После установки программы для 3D-печати, первых испытаний, мы приступили к самостоятельной разработке задуманного и печати на принтере.

Заключение

PICASO 3D Designer X PRO действительно вывел процесс 3D печати на новый уровень. Система служб, и общее удобство использования, сняла с пользователя много рутинных операций, которые были раньше необходимы при подготовке и в самом процессе печати. Конечным пользователям, более не надо дополнительно изучать различные нюансы, которые могут быть далеки от их основной деятельности. Они могут сразу быть сосредоточены на решении своих задач. И PICASO 3D Designer X PRO им в этом поможет.

По нашему мнению, PICASO 3D создала настоящий профессиональный инструмент, для использования в бизнесе и производстве.

Предлагаемый нами бизнес-инкубатор, может и не даст большой прибыли в связи с большими затратами на амортизацию, но совершенно точно-это нужная вещь и тем более очень актуальная в наше время.

Цель нашей работы достигнута и поставленные задачи выполнены. В ходе написания проекта поставлены задачи на будущее.

 

Список литературы

1. URL адрес: https://infourok.ru/uchebniy-proekt-po-informatike-i-ikt-na-temu-dprinteri-668302.html

2. URL адрес: https://ru.wikipedia.org/wiki/3D-%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%BD%D1%82%D0%B5%D1%80

3. URL адрес: https://3dcorp.ru/story.html

4. URL адрес: https://make-3d.ru/articles/chto-takoe-3d-pechat/

 

 

                                                                                                                                          

 

Приложение

 

 

 

 

                

 

 

 

 

                           

 

 

                                                

 

 

 

                                               

 

 

Оглавление

1. Введение___________________________________________________________стр.3

2. История 3D-печати___________________________________________________стр. 4

3.  Работа с 3D-принтером PICASO 3D Designer X PRO_____________________стр.5-8

4. Практическая часть________________________________________________стр. 8-10

5.  Заключение ____________________________________________________ стр. 10-11

6. Список литературы__________________________________________________стр. 11

7. Приложение _____________________________________________________стр.12-14

Введение

С начала нового тысячелетия понятие «3D» прочно вошло в нашу повседневную жизнь. В первую очередь, мы связываем его с киноискусством, фотографией или мультипликацией. Но едва ли сейчас найдётся человек, который хотя бы раз в жизни не слышал о такой новинке, как 3D-печать.

Что же это такое и какие новые возможности в творчестве, науке, технике и повседневной жизни несут нам технологии трехмерной печати?

В основу принципа работы 3d принтера заложен принцип постепенного (послойного) создания твердой модели, которая как бы «выращивается» из определённого материала, о котором будет сказано немного позже. Преимущества 3D печати перед привычными, ручными способами построения моделей — высокая скорость, простота и относительно небольшая стоимость.

Например, для создания 3D модели или какой-либо детали вручную может понадобиться довольно много времени — от нескольких дней до месяцев. Ведь сюда входит не только сам процесс изготовления, но и предварительные работы — чертежи и схемы будущего изделия, которые всё равно не дают полного видения окончательного результата.

В итоге значительно возрастают расходы на разработку, увеличивается срок от разработки изделия до его серийного производства.

3D технологии же позволяют полностью исключить ручной труд и необходимость делать чертежи и расчёты на бумаге — ведь программа позволяет увидеть модель во всех ракурсах уже на экране, и устранить выявленные недостатки не в процессе создания, как это бывает при ручном изготовлении, а непосредственно при разработке и создать модель за несколько часов.

При этом возможность ошибок, присущих ручной работе, практически исключается.

Цель нашей работы: Создать 3D модели и распечатать их на принтере.

Задачи:

1. Изучить литературу по 3D моделированию (в частности по Designer Xpro)

2. Запустить 3D принтер Designer X PRO

3. Изучить способы создания 3D моделей

4. Узнать, где в наши дни используется 3D печать

5. Разобраться в принципе работы 3D принтера

6. Самостоятельно разработать и распечатать 3D модель.

 

История 3D- печати

Технология изготовления физических трехмерных объектов с использованием цифровых данных была впервые разработана Чарльзом Хуллом в 1984 г. В 1986 г. он получил патент на свое изобретение и назвал данную технологию Стереолитография. После получения патента, Чарльз Хулл основал компанию 3D Systems и разработал первый промышленный станок для 3D печати. Так как термин «3D принтер» в то время еще не использовался, станок назывался просто «аппарат для стереолитографии». Технология 3D печати была достаточно нова в то время, и компания 3D Systems изготовила и поставила первую модель станка нескольким избранным заказчикам. В 1988 г., основываясь на откликах клиентов о станке, компания разработала усовершенствованную модель 3D принтера SLA-250 и было начато его серийное производство.

В то время как к концу 1988 г. технологии 3D копирования получили широкую популярность, появились новые технологии: моделирование методом наплавления (Fused Deposition Modeling (FDM)) и метод селективного лазерного спекания (Selective Laser Sintering (SLS)). Технология моделирования методом наплавления была изобретена Скотом Крамп в 1988 г. В следующем году им была основана компания Stratasys и налажено промышленное производство станков. В 1992 г. компания продала свой первый станок "3D Modeler". В том же году компания DTM выпустила на рынок станок, работающий по технологии селективного лазерного спекания (SLS). В 1993 г. в Массачусетском технологическом институте (MIT) была изобретена и запатентована еще одна технология 3D печати. Она получила название «Технологии трехмерной печати» и была подобна технологии струйной печати, используемой в 2D принтерах. В 1995г. компания ZCorporation получила от Массачусетского технологического института патент на использование технологии и начала производство 3D принтеров, на базе 3DP технологий.

В 1996 г. были произведены станки "Genisys" от компании Stratasys, "Actua 2100" – от 3D Systems, и "Z402" – Z Corporation. В течение этого времени впервые появился термин «трехмерная печать» для обозначения станков быстрого моделирования. Только в конце 1990-х - начале 2000 гг., в продаже появились несколько моделей станков по относительно низким ценам. В 2005 г. компания Z Corporation выпустила на рынок революционно-новую модель Spectrum Z510 – станок 3D печати с высоким разрешением цветов. Еще один прорыв в области трехмерной печати произошел в 2006 г. с созданием общедоступного проекта Reprap, нацеленного на производство 3D принтера, способного воспроизводить детали собственной конструкции. Первая модель Reprap, произведенная в 2008 г., может произвести приблизительно 50% своих собственных частей. Вторая модель проекта Reprap находится в настоящее время в стадии разработки.

Работа с 3 D -принтером PICASO 3 D Designer X PRO

Наконец наступил этот момент, когда красавец PICASO 3D Designer X PRO оказался в МБОУ «СОШ №23» и мы приступили к тестам.

Технические характеристики

· Материал, используемый для 3D печати: PLA, ABS, PLA Flexible, PVA, PC, Hips, Nylon, Laywood, FilaFlex, Filamentarno (диаметр нити 1.75мм);

· Область печати: 200 х 200 х 210 мм;

· Материал корпуса: Алюминий (композит);

· Направляющие: XY: рельсовые (сталь), Z: цилиндрические (сталь)

· Толщина слоя: от 0,05 до 0,25 мм (Толщина слоя регулируется настройками ПО принтера);

· Точность позиционирования: XY: 11 микрон; Z: 1.25 микрон;

· Наличие подогреваемой платформы: Да;

· Платформа печати:

Алюминий — стекло;

· Количество печатающих головок: 2;

· Автоматическая калибровка стола: Да;

· Диаметр сопла: 0.3 мм;

· Максимальная рабочая температура экструдера: 380C;

· Максимальная рабочая температура рабочей платформы: 140C;

· Уровень шума: 55 дБ;

· Плата управления: на базе ядра ARM CORTEX M4 32-битного процессора STM;

· Интерфейсы: USB, Ethernet, USB Flash [в комплекте];

· Скорость печати: до 30 см3/час;

· Поддерживаемые форматы: STL, PLG;

· Программное обеспечение: Программное обеспечение(Picaso 3D Polygon X) для 3D принтера поставляется бесплатно. С помощью данного программного обеспечения вы можете импортировать файлы в формате STL и PLG для последующего вывода 3D модели на печать. Программа позволяет менять масштабы, и производить всевозможные манипуляции с 3D моделью на плоскости;

· Рабочая температура окружающей среды: 15° – 32°С;

· Габариты и вес: 492х390х430мм; Вес — 16кг;

· Габариты и вес в упаковке: 690 x 500 x 470; Вес — 22 кг;

· Энергопотребление: 220В +- 15% 50Гц (доступна опция 110 В +-15% 60Гц) 400W;

· Гарантия: 2 года

PICASO 3D Designer X PRO построен на основе стального каркаса, на который устанавливаются все узлы и декоративные панели корпуса.
Такое решение позволяет достичь большей жесткости и это дает возможность добиться повышения качества печати. Рамная конструкция избавляет от вибраций и деформации элементов конструкции. Все это сказывается на точности позиционирования экструдера.

Используются рельсовые направляющие европейских производителей. Это решение так же было принято для большей точности позиционирования экструдера.
Много сделано для общего удобства. Например, передняя дверца фиксируется на магнитах, что очень удобно. Кроме этого, по краю двери установлены резиновые уплотнители. Это решение позволяет сохранять нужный тепловой режим в зоне печати. Второй плюс от этого - снижение уровня шума при работе.

Все рельсовые направляющие закреплены на деталях каркаса, а не используются в качестве самостоятельных жестких элементов. Это решение еще добавляет жесткости конструкции и естественно все это положительно отражается на качестве печати.
В принтере используется система терморегуляции, для поддержания оптимальной температуры. Для этого установлено несколько дополнительных вентиляторов. Вместе с термодатчиками и программным обеспечением PICASO 3D Designer X PRO обладает эффективной системой для создания оптимального температурного режима печати.
При этом, значительно снижен уровень шума.
Интересно решение по сбору остатков пластика при смене материала. Для этого используется специальные контейнеры

Замена/установка катушек с пластиком: это можно сделать как изнутри, так и снаружи через специальные дверцы. Что сильно упрощает эксплуатацию, и сокращает время на замену рабочих материалов.

Экструдер

Экструдер избавлен от всех "слабых мест", которые были у предыдущей версии принтера. Вся конструкция экструдера сделана прочно.

Экструдер позволяет нагреваться до 380С. Поэтому для печати доступны, все материалы, которые можно приобрести на рынке.
       Стол

Стол алюминиевый со съемной стеклянной поверхностью. Может нагреваться до 140С. Такая температура достаточна для печати всеми материалами. Все это вместе с экструдером и системой терморегуляции позволяет вообще не думать о проблемах с выбором материалов. PICASO 3D Designer X PRO позволяет работать с любыми доступными материалами для печати.

 Стеклянная поверхность установлена на магнитах.

Легким движением руки, можно снять стекло с напечатанной деталью. И точно так же легко установить на место.

Автокалибровка и система контроля печати первого слоя делают процесс настройки максимально простым.

Интерфейсы

PICASO 3D Designer X PRO в качестве носителя можно использоваться USB-Flash. Устанавливается “флешка” на передней панели под экраном.
Для управления с компьютера, используется USB-порт, и подключение к локальной сети через порт Ethernet.

С помощью подключения к сети, можно управлять одновременно несколькими PICASO 3D Designer X PRO с одного компьютера. Это уже решение для профессионального использования принтера в составе “печатных ферм. Хотя и для домашнего пользователя, возможность установить принтер в удобном месте, будет не лишней.

 Экран

Экран у PICASO 3D Designer X PRO тоже привлекательный. На нем можно увидеть анимированные пиктограммы, которые отображают режимы работы. Все это, сильно упрощает процесс освоения принтера для новичков.

Управление осуществляется с помощью селектора. Хотя крупные иконки на экране и подбивают “потыкать в них пальцем”. Но управление удобное, и с помощью стандартного для многих 3D принтеров селектора.

Программное обеспечение

В качестве управляющей программы используется новая версия программы Polygon X.

Программа получила более продвинутую систему визуального отображения моделей.

Правда, нашелся один небольшой минус. Программа достаточно ресурсоемка, и требует для работы мощный компьютер. Можно использовать любой, но это отразится на времени подготовки к печати.

Сервисы и возможности

Принтер сигнализирует об окончании пластика и встает на паузу. Засоров сопла, у нас к счастью не было.

Весьма продвинутая система, которая контролирует печать первого слоя. Система плотно завязана с автокалибровкой и позволяет избежать ошибок. Датчики проверяют, на оптимальной ли высоте расположено сопло, и правильно ли ложится пластик. В случае нарушения оптимальной высоты, это компенсируется микро-перемещениями рабочего стола по вертикали. Все это приводит к тому, что первый слой всегда правильно ложится на стол. Это обеспечивает отличную адгезию и правильную геометрию детали.

Система профилей, значительно упрощает настройки печати. Все оптимальные режимы уже подобраны производителем. Не приходится тратить время и материал на тестовую печать.

Печать

Естественно, в ходе тестирования мы хотели проверить главное - как PICASO 3D Designer X PRO печатает двумя материалами.

По итогам, что же можно сказать о печати? Скорость печати двумя материалами значительно высока. Смена печатающего материала проходит очень быстро.

Качество печати весьма впечатляет. На наш взгляд команда PICASO 3D полностью выполнила все свои обещания, и принтер действительно выдает принты выдающегося качества.

Практическая часть

После установки программы для 3D-печати, первых испытаний, мы приступили к самостоятельной разработке задуманного и печати на принтере.