2020年5月8日 星期五

3D列印與模組外殼

作為目前新興科技的3D列印技術,由於市場競爭與成熟,目前以1~2萬之間的機種,就可以列印出外觀或結構上足夠教學現場使用的物件。不過這不代表機器買來,就可以直接輸出心目中理想的列印件。硬體的進步,雖為機器本身的穩定性與性價比帶來良性的發展,但從3D繪圖、材料特性到機器工作能力的掌握或校正,還是需要花一番功夫來學習與了解!

在此僅簡單介紹幾項較基本,或常見到的問題

一、機器買來需進行平台水平調整

調好的平台,除非常常去搬動他,基本上不太需要常去調整。調整的方式,一般是以一張A4紙作為噴頭與平台的間隙,調好後,紙張在噴嘴與平台之間會有些許的摩擦感,基本上在整個可能的列印區,摩擦感應該要相同。調整好後,建議利用校正用的3D列印模型來實際跑看看,觀察列印件的表現,確認是否真的平整了!

推薦以下的校對模型(快速又清楚)
https://www.thingiverse.com/thing:39566



二、3D列印材料的選擇

在教學現場較推薦使用PLA作為列印材料,較環保無特殊異味也相對容易列印。在市場上PLA線材的品牌真的不勝枚舉,但要注意,貴的不一定是好用的,便宜不一定是難用,別人推薦的可以參考,但是眼見為憑,試過才準,每一家的原料配方不盡相同,尤其是外觀相仿,但是當在列印結構件時,可能出現不同的公差,結構強度亦可能不同(有的料比較有彈性,有的比較脆)。

如果平台已經調平、列印參數也沒有問題,但是還是印不好,例如層與層之間容易剝離、頂部出現填充不完全的問題,或許可以考慮換個料試試。



 兩種不同廠牌的PLA採用同一台機器列印的組合件,綠色的約400左右,藍色的約800左右,有一定的價差,不過都很好印,用手彎折強度都足夠,僅在於顏色的光澤上有較大的差別。



三、列印時間的取捨

3D列印具備將虛擬物品具現化的強大能力,但是他也有很明顯的致命傷,就是需要較長的列印時間,往往一個不起眼的小物件,就要花上1小時的時間。尤其數量一多,不管機器多大台,因為只有一個噴頭在工作,就算將速度調高,產出效率也是很有限。
因此若有較多量的輸出需求,在不影響功能的前提下,可採薄件設計;或者是運用機海戰術,當然這裡指的是將有限的經費,來購買較低價的機種(當然要挑過,便宜也是有好貨!),貴的當然有他的好,但是當列印時間過長,排程過久,無法及時輸出作品,影響是整體教學的可能性!

四、切片軟體的選擇

切片軟體是3D列印的必備工具,他們可將3D模型的STL檔案,轉換成機器看得懂的g-code檔。常見的有Cura、Kisslicer、Slic3r等,不同的切片軟體或版本運算出來的列印路徑會有不同的結果,有時就會造成外觀上、列印時間上、結構上的差異,沒有哪一套是最好的,但是因為裡面的參數,會明顯影響列印的結果,因此建議最好對常用的那套軟體有較清楚的了解,知道各項參數所代表的意義,這樣在列印不理想的情況下才有機會去調整! 如果常在列印組合件,推薦Kisslicer,他有一個表面內縮的參數可以設定,輕鬆調整材料熱膨脹帶來的公差。

五、簡易的3D列印模型

為了自然與資訊教育的推展,開發一些常見模組作為創新教學使用。然而這些模組往往沒有外殼,這在教學上是不太理想的,因此繪製了一些簡易的組合件,供這些教具使用,因考慮到列印時間,在不犧牲實用性的前提下,採用薄件設計。

*陸續上傳中...

1.40mm小喇叭迷你音箱
獨立式:https://www.thingiverse.com/thing:4168748
內嵌式:https://www.thingiverse.com/thing:4348526

2.LCD1602 外殼
獨立式:https://www.thingiverse.com/thing:4229276
內嵌式:https://www.thingiverse.com/thing:4348516

3.PN532讀卡機外殼
https://www.thingiverse.com/thing:4209294

4.聲音撥放模組外殼
https://www.thingiverse.com/thing:4348537

5.專題--IOT投票機\閱卷機投票輔助器

6.大型迷宮基座
https://www.thingiverse.com/thing:4365050

7.BrainGo主機板絕緣外殼
https://www.thingiverse.com/thing:3613187