3. Slicereista (viipaloitsijat)

Käytän tässä viipaloitsijaa ja sliceria synonyymeinä. Kielitoimisto tietenkin suosittelee suomalaista versiota, mutta se on pitkä, joten välleen laiskuus yllättää. Kaikki muutkaan em. toimiston suositukset ei ole saaneet happea, kuten esim. kalvolevy. Lerppu ja korppu yleistyivät, enkä ole kertaakaan kuullut, että joku atk-ope olisi sanonut: "Ottakaa tyhjä kalvolevy ja laittakaa kalvolevy kalvolevyasemaan A."

Viipaloitsijaa, sliceria, tarvitaan tekemään tulostettavasta kappaleesta kerros kerrokselta ne käskyt, joiden mukaisesti kappale valmistuu muovista. Oheinen kuva kertoo, mistä on kyse. Kun kaikki muut parametrit pidetään samoina ja vaihdetaan vain sliceria, niin sekä tulostusnopeus kasvaa että laatu paranee. Ruksattu kappale ei pysynyt toleransseissa ja tulostui huonosti, joten hylkäsin sen ja vaihdoin viipalointiohjelman.


Vuosien saatossa 3d-tulosteiden laatuvaatimukset ovat (luonnollisesti) muuttuneet. Thingiversen vanhempien ja tuoreempien kappeleiden välillä tämä näkyy selvästi. Osa kehittymisestä menee tulostimien piikkiin, mutta iso merkitys on myös viipaloitsijoiden parantumisella.

Yet Another Printable Spool, 2011

Viipaloitsijat jaan karkeasti kolmeen ryhmään käytön mukaisesti: karvalakki, kehittyneet ja ammattilaiset.

All3dp sivusto mainitsee kahdeksan (keinotekoiselta kuulostavat) ominaisuutta, jotka eroavat viipaloitsijoissa. Lainaan niitä tähän:

1. 😬STL tiedoston luku nopeus. Tätä "hieman" kummastelen. Seitsemän vuotta vanhalla läppärilläni (2G muistia ja Win10) sellainen kappale, joka mahtuu tulostimeen, ei ole kertaakaan aiheuttanut tässä ongelmaa.
2. 😬Kappaleen tarkastelu mahdollisuudet. Kaikki ne slicerit, joita olen kokeillut, antavat mahdollisuuden, zoomata, pyörittää, tarkastella kerros kerrokselta jne. Osaa ne fiksutkin sivustot hölmöillä.
3. 😐STL korjailut. Tässä suhteen on eroja ja paljon. Mikäli STL:ää on välillä muunneltu muihin tiedostomuotoihin ja mahdollisesti ronkittu sitten SketchUpilla, niin pääsääntöisesti STL tiedosto ei kelpaa slicerille. Siinä on ns. reikiä (non manifold, ei vesitiivis). SketchUp osaa tosin itsekin tuottaa surkeita kappaleita, mikäli näytön resoluutio on vaatimaton (minun vanha läppäri). Reilut suurennokset auttavat.
   Ne virheet, joita sliceri ei osaa itse korjata (pääsääntöisesti varsin heikosti), voi korjauttaa online-fiksereillä esim. 3D Tools, joka oli alkujaan Netfabbin tuote, mutta sittemmin MicroSoft kaappasi sen (ehkä puskeakseen omaa 3mf tiedostomuotoaan markkinoille, 3mf-tiedostot saa talletettua STL:ksi 3d-builderilla, joka on samaisen BugiSoft firman tuote).
4. 😊Käyttettävyys. Kaikki ohjelmat ovat helppokäyttöisyyden ja ominaisuuksien välinen kompromissi. Siksi jokainen joutuu itse kokeilemaan, mikä ohjelma tuottaa riittävän hyvää tulosta suhteessa sen opetteluun menevään aikaan. Toki on olemassa selkeitä ohjelmia ja sitten sekavia. Makuasioista ei tässäkään kannata kiistellä. Suomenkielessä on tosin myös käsite: huono maku.
5. 😊Esikatselu. Sen lisäksi, että sliceri tuottaa g-koodia, sen tulisi myös kertoa: tulostusaika ja käytettävän materiaalin määrä (g ja m). Nämä ovat aina arvioita, mutta suuntaa antavia.
6. 😊Hinta. Onko ohjelma ilmainen vai maksullinen. Olen käyttänyt ilmaisia Curia ja Slic3ria. Maksullista Simplify3D olen vain vilkuilut. Simplify3d:n kokeilu on tehty hankalaksi (krakkeroinnin pelossa). Ohjelma pitää ensin ostaa ja kahden viikon kuluessa palauttaa (ja toivoa, että rahatkin palautetaan).
7. 😐Ohjeet. Nykyisin jokseenkin kaikki koodarit ovat jo oppineet tekemään popup ohjeita (kun hiiri on hetken kohteen yllä, ponnahtaa piskuinen ohjeruutu jonnekin lähistölle). Ongelma ei ole tekniikka, vaan rajoitukset. Ponnahdusikkuna näkyy kerrallaan vain muutaman sekunnin, joten kovin perusteellista juttua ei voi kirjoittaa. Niinpä lähes kaikki popup ohjeet ovat enemmän tai vähemmän vain muistutuksia. Kun jonkin jutun tietää, niin popup palauttaa oleellisimman muistia virkistämään. Jälleen on henkilökemiasta kyse, pitääkö koodarin tyylistä vai ei. Sama pätee käyttöohjeisiin. 

Kuten tarkkaavainen lukija havaitsikin, en ihan yhdy tähän listaan enkä sen järjestykseen. Oma listani olisi lyhykäisyydessään jotain seuraavaa:

• Ohjelman selkeys, eli siitä saa jotain tolkkua kohtuullisessa ajassa.
• Ohjelman kyky tuottaa sellaista g-koodia, joka tulostaa nopeasti ja siististi (lue: monipuolisuus). 
• Hinta, tietysti ilmainen sopii harrastekäyttöön.
• Muilla em. listan jutuilla ei ole niin kovin kummoista painoarvoa, koska kaikissa käyttämissäni slicereissa ne ovat olleet tavalla tai toisella kunnossa.

Repetier-Host slicerina, viipaloitsijana

e-villen tulostimen käyttöönotto-ohjeessa on Repetier-Hostin (tästä eteenpäin R-H) asetukset, mutta jätetty (perustellusti) käsittelemättä se, että R-H:lle voi syöttää myös STL-tiedoston ja tehdä sillä viipaloinnin. R-H:ssa voi valita käyttääkö Curan, Slic3rin vai Skeinforcen viipalointiominaisuuksia. Jälkimmäisin on vielä kehityksensä alussa, joten eipä kannata tuhlata nuoruuttaan tai hiuksiaan (jos jompaakumpaa on jäljellä) sen testaukseen. Curan ja Slic3rin ominaisuudet saa kuitenkin parhaiten käyttöön, kun noudattaa e-villen ohjetta ja tekee ne erikseen ko. ohjelmissa.

Cura (karvalakki) 

e-villen ohje antaa hyvän lähtökohdan "karvalakki" Curan käyttöön. Kun käy lisäämässä Retrackin z-hopin (pään nosto, kun pompitaan tulostuksen paikasta toiseen), niin sillä pääsee hyvin liikkeelle. Vaatimustason noustessa on aika siirtyä kehittyneempiin slicereihin.

Slic3r

Slic3rin nykyinen versio (joulukuussa 2016) on 1.2.9, joka on julkaisu kesäkuussa 2015. Kuvassa Slic3r on asennuksen jäljiltä.

Slic3r asetaminen on helppo. Se kysyy muutamia perusasetuksia (niitä voi muuttaa myöhemmin) ensimmäistä kertaa käynnistyessään.

Slic3rissa kuten monessa muussakin kehittyneissä viipaloitsijassa on kaksi käyttötilaa: Simple ja Expert. Tosin karvalakki-Curakin tunteen kaksi moodia, mutta en silti laske sitä kehittyneiden slicerien joukkoon. Slic3rissa tilan voi vaihtaa File-valikon Preferences-valinnalla. Kun Expert mode on käytössä, saa Slic3rin koko tehon käyttöönsä, käytän sitä tästä eteenpäin.

Slic3rin tilan tunnistaa ruudun oikeasta yläkulmasta. Expertin näytössä on kätevästi asetuksien pudotusvalinnat. Eri töille (työtyypeille), filoille ja tulostimille voi tehdä omat asetuksensa ja käyttää niitä tarpeen mukaan.

Slic3rin käyttöfilosofia teki vaikutuksen selkeydellään. Slic3rin koodaajat noudattavat (kuten suunnilleen kaikki muutkin) omaperäistä nimeämiskäytäntöään. Tosin 3d tulostus elää vielä muutenkin keräilykulttuurikauden alku aikaa. Kaikki kehittyy ja muuttuu nopeaan tahtiin eikä filamentin paksuuden lisäksi juuri muuta ole ns. standardia. Prof. Adrian Bowyerin Darwin ja Mendel -häkkyrät olivat 10 vuotta sitten oman alansa huippuja, vaikka samantapaisia tankovirityksiä valmistetaan edelleen (Suomessakin!!!), niin kyllä kehityksen juna jo jättänyt Darwinin ja Mendelin (klooneineen) laiturille.

Valikko rivillä Object-valinta avaa nimensä mukaisesti työkaluja kappaleen muokkaukseen. Nappula-rivillä on Scale, mutta se skaalaa kaikki ulottuvuudet kerralla. Jos tarvitsee säätää esim. vain korkeutta, niin komento löytyy Object-valikosta muiden viritysten lisänä.

Slic3rin asetukset ovat ryhmitelty kolmeen välilehteen: Print Settings, Filament Settings ja Printer Settintings. Poimin niistä mielestäni merkittävimmät säädöt.

1. Slic3r Print Settings

1.1. Layers and perimeters

Print Settings välilehti on alalehtineen paikka, jossa suoritat lähes kaikki säädöt. Käytän esimerkkinä shakkinappulaa, joka on sopivasti hankala tulostaa, 0.4 suutinta (määritellään Printer Settings - Extruder 1) ja 0.25 kerrosta. Perusvalinnoista ei sen kummoisempaa, vain pari poikkeusta:

Quality-osiossa on valinta "Avoid crossing perimeters". Sen ruksaus hidastaa (kuten muutkin saman ryhmän valinnat) aavistuksen tulostusta, mutta vähentää hiuslankoja yms. moskaa 😊.

Advanced-osiossa valinta "External perimeters first" kuuluu kategoriaan kokeile, kumpi tuottaa miellyttävämpää tulosta 😐.

1.2. Infill

Karvalakki-Curasta poiketen Slic3r antaa runsaammin valintoja täytteen tulostamiseen.

Fill pattern (mallikuvat Slic3rin manuaalissa). Aika monet netin ns. asiantuntijat väittävät, että hunajakenno olisi yksi vahvimmista, jos ei vahvin tulostuskuvio. Prusan uusin versio Slic3rista (ei vielä yleiseesä jaossa) on lisännyt vielä Kuution, joka heidän mukaansa on vahvin.

Recucing printing time-osio 

• 😊 "Solid infill threshold area". Tämä käskee sliceria täyttämään kovin pienet alueet sen sijaan, että se ryskyttäisi pikkuisia viivoja ristiin rastiin. Tämä pienentää tulostimen meteliä ja on käyttökelpoinen erityisesti yöaikaan...
• 😊 Ruksaa "Only infill where needed".  Tämä voisi olla oletusarvona. Mitäpä sitä turhaa tulostaa täytettä paikkoihin, jossa sitä ei tarvita.

Advanced-osio

• 😊 "Only retract when crossing perimeters" on hyvä ruksata, sekin siistii tulostetta
• 😐"Infill before perimeters" kuuluu myös ryhmään makuasia, kokeile.

1.3. Skirt and brim

Minimum extrusion lenght: laita tähän esim. 100, niin ihan piskuistenkin kappaleiden ympärille purskutetaan sen verran muovia, että suuttimen pesä varmasti on täysi ja filamentin virtaus vakiintunut.

1.4. Suport material

Mikäli et halua tukirakenteita tulostettavan, poista ruksi kohdasta Generate support material.

Yleensä kaikki laadukkaat filat tulostavat vielä 60 asteen kulmaan hyvin. Hyviä arvoja kohtaan Overhang threshold on siten 50-60.

Raft on siten oma lukunsa. Itse miellän sen kuuluvaksi skirtin ja brimin kaveriksi, mutta onhan se tukirakennettakin, tietty. Mikäli on pakko käyttää filamenttia (kuten usein ABS:n laita), joka tartu miten sattuu, niin ennen ns. poppakonsteja käytä raftia. Jos sekään ei auta, tulevat sitten vuoroon kiinnitystä parantavat tuotteet kuten: BuildTak, PRINTAFix, teipit ja muut pinnoitteet.

1.5. Speed

Tulosteen laatuun vaikuttaa z- ja kerrosasetusten (että yleensä tulostuu jotain) jälkeen eniten tulostusnopeus. Tällä alueella kehittyneet ja ammattimaiset slicerit näyttävät kyntensä. Laatu ja nopeus ovat useimmiten toistensa vastakohtia, mutta fiksu sliceri antaa optimoida nopeuden tarpeen mukaan. Siksi valintoja on runsaasti.

Kuvassa ne asetukset, joita käytän shakkinappuloiden tulostukseen. Kehittyneiden slicereiden juju on siinä, että vain ne osat kappaleesta, jotka näkyvät, pitää tulostaa laadukkaasti so. hitaasti. Täyttö (infill) ei näy, joten se voidaan tehdä hätäisemmin jne.. Ulkoreunojenkin vain uloin kerros vaatii hitaamman tulostuksen.

Shakkinappulan kierteiset pilarit ovat hankalia (varsinkin, kun ei ole kappaletta jäähdyttävää flektiä). Niiden pieni pinta-ala tulostuu nopeasti, joten edellinen kerros ei ehdi kunnolla jäähtyä, ennen uuden tulostusta. Lämpeneminen tapahtuu lisäksi kumulatiivisesti. Ongelmaan ei ole (tietämäni mukaan) kuin kaksi vaihtoa: hidastaa tulostusta ja/tai laskea filan lämpöä. Filan lämpöä ei paljoa voi pudottaa, joten nopeus jää jäljelle. Small perimeters 😊😊 on valinta juuri tähän tarkoitukseen. Karvalakki-Curassa voi joko tulostaa koko nappulan kyllästyttävän hitaasti (huom. 32 nappulaa) tai sitten säätää R-H:n hämäävästi nimettyä "Syöttönopeutta  (Feedrate)". Tässä ei ole siis kyse filan syötöstä, vaan nopeuden suhteellista yleissäädöstä, joka vaikuttaa kaikkiin liikkeisiin. Joku pilkun lähempään tarkasteluun viehtynyt tietysti ehdottaa, että voihan tulostuksen pysäyttääkin. Joo voi ja antaa suuttimen lämmittää ja sulattaa ympäristöään lisää.

1-6. — 1.9. alivälilehdet 😁 ovat harvemmin tarpeen.

Poikkeuksena on Advanced - Extrusion width - First layer: arvolla saat alustaa vasten tulostuvat kerroksen säädettyä mielesi mukaiseksi (lue: laadukkaaksi). Kokeile 120% - 200% (oletusarvo) välillä.

2. Slic3r Filament Settings

Extrusion multipier: säädöllä voit muuttaa filan syöttöä menemättä eepromille. Viiden prosentin lisäys olisi arvoltaan 1.05.

😊😊😊 Temperature: Ehdottomasti huomioitava mahdollisuus tulostaa ensimmäinen kerros eri lämmöillä kuin muut. Filat tarttuvat paremmin, kun lämpöä lisätään 5-15 astetta normaalista tulostuslämmöstä (tai kokemuksen mukaan). Jo pelkästään tämä säätö on hyvä syy siirtyä Slic3rin käyttäjäksi. Mikäli Slic3r ei innosta, niin voit toki räplätä R-H:n säätöjä tulostuksen aikana (ja ainakin näyttää 3d maailman ammattilaiselta).

Koska erillistä kappaleen jäähdytyspuhallinta ei ole e-villen Prusassa, niin eipä tästä muuta.

3. Slic3r Printer Settings

General välilehdellä tarkista Bed shape ja G-core flavor.

Custom G-code välilehdellä voit muokata tulostuksen aloitus- ja lopetusrutiineja.

Viimeisin muttei vähäisin: Extruder 1 välilehti 

Suuttimen koko (Nozzle diameter) ja filan takaisinveto (Retraction) asetetaan sen mukaan, millainen suutin käytössä.

Muut valinnat ovat tarpeen vain monisuutin vimpaimissa.

Cura 2.3.1 (kehittynyt)

Cura2:n tekijät kehuvat, että Cura2:ssa on yli 200 säädettävää tekijää. Joo, onhan niitä, tosin kymmeniä valintoja on merkattu kokeiluasteiseksi. Määrä kuitenkin antaa viitteen siitä mitä tuleman pitää.

Cura2:n käyttöliittymä on (ilmeisesti, jos tulkitsen tekijöiden aivoituksia oikein) pyritty pitämään sekä selkeänä että monipuolisena. Lopputuloksesta voi olla useampaakin mieltä.

Cura2 jakaa tulosteet kolmeen laatuluokkaan kerroksen korkeuden mukaan 0.06, 0.1 ja 0.15. Karvalakki-Curaa käyttäneet huomaavat, että Curan kielessä laatu tarkoittaa kerroskorkeutta. Vanhemmissa versioissa oli paksuin kerros 0.25 pikatulostuksia (sikäli kuin sellaista voi edes puhua 3d tulostimien yhteydessä).

Toinen ulottuvuus on valinnat "Recommended" ja "Custom". Suositus on tarkoitettu, oletan, Ultimakerin käyttäjille, jotka havaintojeni mukaan käyttävät mieluummin "Custom" vaihtoehtoja ja säätävät itse parametrit. Recommended on tehty mainos- ja markkinointiosastojen ehdoilla - tulostus pitää ainakin näyttää helpolta. Kun valitaan valmiiksi keskimäärin sopivat asetukset, tulostimessa on pedin auto-level ja SD-kortti (tai sliceri ohjaa suoraan tulostinta), niin lopputuloksena on keskimäärin onnistuneita tuotoksia. Hyvä, että edes niitä.

Custom tilassa saa sitten Cura2:n kaikki säädöt käyttöönsä.

Oikealle avautuu säleverhovalikko, jolla pääseen valintohin, parametreihin. Koska valinnoissa on lukuisia (etten sanoisi suurin osa) parametreja, joita tuskin koskaan tulee käyttäneeksi (esim. tukirakenteiden säätöön yli 30 parametria, ehkä riittävästi?) ja hidastavat tarpeellisten löytämistä ja sitten käyttöä, (koska virke jatkuu...), niin Cura2:ssa pitää ensin poimia ne parametrit, joita aikoo käyttää joko Settings - Configure setting visibility... tai kunkin ominaisuusryhmän otsakerivillä olevalla hammasrattaalla. Parametrin kohdalla on popup help (googlettaminen auttanee myös...).

Eri säätökombinaatiot voi sitten tallettaa kukin omaksi profiilikseen, joista seuraavalla kerralla voi sitten poimia sopivimmat omat "recommended" viritykset.

Kun tottuu Cura2:n käyttöliittymään, niin sillä saa nopeastikin säädöt kohdalleen. Cura2:n ja Slic3rin välillä ei ole enää suurta eroa, samat toiminnot (ehkä vähän eri lailla toteutetuina) löytyvät muutamaa poikkeusta lukuunottamatta molemminta.

Cura2:n yli 200:sta paremetreistä jäin kaipaamaan ensiksikin lämpöjen säätöä erikseen ensimmäiseen kerrokseen (voi olla, mutta ei ole tullut silmille). Toiseksi pienten alueiden käsittelyn työkaluina on nyt kiihtyvyyksien säädöt, mutta en löytänyt pienten alueiden määrittelymahdollisuutta. Kierteisten shakkinappuloiden pyöreät jalustat ja yläosat voidaan tulostaa reippaasti, mutta pilareissa on aiemmin mainitut lämpöongelmat.

Tulostuksen laatua varten on muuten kyllä ymmärtääkseni tarvittavat  säädöt ja niiden lisäksi toinen mokoma, joita en ymmärtänyt. Yksi (pikkujuttu) näppärä ruksattava parametri on Speed ryhmän "Z seam alignment", joka ohjaa kerroksen vaihdon esim. ympyrän kehällä eri kohtiin, jolloin ulkopintaan ei jää niin näkyvää kerroksen vaihtokohtaa. Sama toiminto löytyy myös Slic3rissa, jossa pidän sitä jatkuvasti päällä.

Sinisessä kahvassa valinta ei ole käytössä, oranssissa on. Oranssista kahvastakin löytää kerroksen vaihdoksen jälkiä, kun oikein etsii, muttei lähellekään niin selviä kuin sinisessä.

Ultimaker panostaa nettiyhteisönsä kanssa Cura2:n kehittämiseen. Uusia versioita on tullut nopeaan tahtiin. Slic3r:n nykyinen versio on jo puolitoista vuotta vanha. Tosin Josef Prusan yritys, Prusa Research, käyttää slic3ria ja kehittää sitä aktiivisesti. Toistaiseksi kaikkia heidän varsin mielenkiintoisia uutuuksiaan ei ole vielä ilmaantunut yleiseen käyttöön.

Prusan joulukuun kiertokirjessä oli mm. ylläoleva kuva, jossa pienen alueen tulostusongelma on saatu hyvin Slic3r Prusa Editionilla hallintaan. (Kuva: Prusa Research)

Alakoulussa opetettiin aikoinaan, että hyvän vastakohta ei ole huono vaan täydellinen, mikä perfektionistelle tässä kerrottakoon.

2. Filamenteistä, suuttimista ja lämmöistä

"Missä ja kenen seurassa olitte, kun se tapahtui" (Columbo)

3d tulostuksen aamuhämärä alkoi valjeta jo 1980-luvulla, kun patentoitiin SLA tulostus. Siinä laserilla kovetetaan nestemäistä muovia kerros kerrokselta. Tämä tarkkoja malleja tuottava menetelmä on edelleen kallis eikä ole siksi yleistynyt kotikäytössä.

Sittemmin patentoitiin myös tässä blogissa aiheena oleva FDM (Fused deposition modeling) menetelmä.

Adrian Bowyer (RepRapPro)

3d-tulostuksen päivä alkoi kirkastua 2005, kun englantilaisen Bathin yliopisto prof. Adrian Bowyer perusti RepRap-projektin.

Projektin tarkoituksena oli kehittää kone, joka valmistaisi suuren osan omista osistaan.

Projekti tuotti nykyisten tulostimien kantaisät kuten "Darwin", "Mandel" ja "Rostock" tyyppiset tulostimet.

RepRap 1 "Darwin"

RepRap 2 "Mendel"

RepRap "Rostock"

RepRapin esikuvien mukaisia (häkkyröitä) tulostimia valmistetaan edelleen, niin harrasteluun kuin kaupalliseenkin käyttöön.

Seuraava merkittävä askel oli tsekkiläisen nuoren insinöörin Josef Prusan kehitystyö RepRapin tulostimiin. Joku on sattuvasti verrannut, että mitä Henry Ford teki autoille, sen Prusa teki 3d-tulostimille. 

Prusa suunnitteli tulostimensa paljon yksinkertaisemmiksi ja siten sopivammiksi harrastelijoillekin. Syntyi Prusa kloonit. 

Prusan oma yritys tuottaa ja koodaa uusia ominaisuuksia tulostimeen ja laittaa ne yleiseen käyttöön, kuten netin OpenSource-henkeen kuuluukin.

Prusa i3 MK2

Vuoden 2016 alkupuolella Prusa Research alkoi toimittaa asiakkaille tulostimensa Prusa i3 MK2 versiota. Sen merkittävimmät parannukset edellisiin oli:

• alumiinipeti, jonka koko 250x210 mm

• PEI kalvo pedissä

• Pedin automattinen korkeuden tunnistus. Pedin kulmien ja haluttaessa myös keskikohdan korkeus mitataan (tässä yhteydessä) induktiivisella anturilla. Marlinin Arduinossa pyörivä kirjoittimen kontrolliohjelma laskee sitten dynaamisesti, miten viturassa peti on ja korjaa pään korkeutta sen mukaisesti.

• Uusi lämpöalusta, jossa on huomioitu, että reunat ja kulmat tuppaavat jäätymään keskustaa enemmän yms..

Ystävä hyvä, mikäli olet jaksanut lukea tähän asti, niin nyt siirryn (lopulta) otsikon aiheisiin. Halusin tällä suppeaakin suppeammalla  (eine kurze Einleitung für eine kurze Einleitung...) johdannolla antaa kunnian 🏆 niille, joille kunnia kuuluu.

Havaintoja filamenteistä

Filamenttejä ja niiden valmistajia, niin perusmuovin kuin tulostuslangankin, on pilvin pimein. Oletin (naiivisti) filan kuin filan tekevän hommansa. Nettiä selatessa ihmettelin kaikkia liima, asetoni-ABS-litku jne. viritelmien käyttöä, kunnes tuli katsottua, milloin mikäkin juttu oli kirjoitettu. Tosiharrastajien jutut, kuten vetorullan dremelöinti 8 mm pultista, olivat yleensä ne vanhimmat, sieltä aamuhämäristä. Ne koskivat lähes poikkeuksetta ABS filaa ja Makerbotia (yksi ensimmäisistä kaupallisista rakennussarjoista, motoristit tosin väittävät, että HD oli, jos ei nyt sitten ensimmäinen niin kuitenkin kallein rakennussarja). Ensimmäisten kittien runko oli vaneria ja pedistä puuttui tarkat säädöt ja lämmitys. Revi siinä sitten huumoria ehkä vain hiuksia.

Hyviä ohjeita ja analyysejä eri filamenteistä on netissä paljon. Yksi paikka, josta voi aloittaa on: 3d printing for beginners (eng). Heillä on nimensä mukaisesti reilusti ihan ymmärrettäviä juttuja.

Toinen, perusteellisempi lista löytyy All3dp:n (eng) sivuilta.

Karkeasti filat voi jakaa kahteen ryhmään: perusfilat ja erikoiset (eksoottiset) filat.

Perusfiloja on kaksi, joista ABS ei ole ehkä enää niin kovin merkittävää.

ABS on yksi ensimmäisistä, jos ei ensimmäinen, filamentti. Se on Lego-palikoissa käytettävä muovi. Sen heikkouksiksi luetaan huono tarttuvuus ja paha haju tulostettaessa, josta syystä keittiöstä tuli aina nopeasti viesti, että ei sitten käytetä. Vaikka askartelutilani on hyvin ilmastoitu (autotallin ovet auki), niin vaatteisiin haju tarttuu kuin tupakoitsijalla.

ABS on edelleen käytössä, koska se on jonkin verran joustavaa (ei venyvää) ja kohtuullisesti lämpöä kestävä muovi. Sitä voi liimata asetonilla ja samaisella nesteellä viimeistellä pinta kiiltäväksi. Muuten olisi siis ihan mukava käyttää, mutta tarttuvuus ja se haju yms. e-ville ei ainakaan vielä ole ottanut ABS filaa sivuilleen varmaan pienen kysynnän takia.

PLA on kehitetty jo alunperin 3d tulostamiseen. Siksi sillä on matala lämpötila ja ekologiset juuret (tehdään mm. maissista, huom. vain jotain promillen osia maissista käytetään muovin valmistukseen, joten eipä sillä ole vaikutusta ruuan tuotantoon). PLA on yleisin ja tietyin reunaehdoin käyttökelpoisin perusfilana. PLA (kuten kaikilla rakkailla lapsilla lisänimissä löytyy: PLO, Palestiina, Arafat yms.) ei voi eikä olekaan täydellinen. Sen vahvuudet ovat myös heikkouksia, kuten matala lämmön kesto, kova, joten hauras.

PLA haurastuu lisää ja muuttuu tulostuskelvottomaksi (imee itseensä ilman kosteutta ja kovettuu), jos sitä säilyttää avonaisena. Eri valmistajat lisäävät perusmuoviin hivenaineita (antioksidantteja 😈) ja siksi jotkut filat kestävät paremmin kuin toiset. Hyvä (lue: taloudellinen) tapa on säilyttää filat minigrip-tyylisissä pusseissa. Tukevat kaksoissulkijalla varustetut pussit ovat käyttökelpoisimpia ja kestävimpiä. Kelan mukana tuleva (jos tulee) silikoniraepussi on hyvä laittaa mukaan. Jos sitä ei ole ja/tai sen lisäksi kaupan lemmikkieläin hyllystä löytyy (harvemmin eläimiä) muutaman kilon pussi silikonirakeita, jotka on tarkoitettu kissan hiekaksi. Pari lusikallista rakeita sopivan harvaan kangaspussiin tai entisiin sukkahousuihin ja homman on hoidossa.

Tämä säilytystapa pätee kaikkiin filamentteihin.

PLA tarttuu pelkkään lasiin, kun (kuten mainittu jo aiemmin) korkeussäädöt ja lämmöt ovat kohdallaan. Valmistajat antavat yleensä 10-20 asteen lämpöalueen, jolla muovi toimii. Näihin arvoihin pitää suhtautua varauksellisesti. Vaikka tulostin (Repetier-Host) kertookin lämpötilat yhden desimaalin tarkkuudella, niin ei kyseessä ole tältä osin mikään tarkkuusinstrumentti. Kokemukseni mukaan uuden filan lämmöt pitää haarukoida muutamalla koetulosteella. Itse kokeilen ensin pedin tarttumislämpötilan (aika vakio) ja sitten tulostan PLA:n kohdalla 30 x 30 mm neliön yhden, kahden ja kolmen layerin paksuudella 190 asteesta ja katson, millaista jälkeä tulee ja lisään tai vähennän lämpöä viiden astein portain. Muutaman iteraation jälkeen sopiva lämpö löytyy. Jotkut ovat niin fiksuja, että kirjaavat eri filojen lämmöt taulukoksi.

Erikoisfiloja on, kuten All3dp:n taulukosta näkyy, aika lailla ja lisää tulee jatkuvasti.

e-villen neljän erikoisfilan paketissa ovat seuraavat:

Hiilikuitufila (yläkuvassa musta fila) on jo pinnaltaan karhea. Valmistajat ja myyjät varoittavat, että pronssinen suutin kuluu nopeammin kuin perusPLA:n kanssa. Olen tulostanut toistaiseksi niin vähän hiilikuitufilalla, että kulumista ei ole mitattavissa. Mutta kun PLA:n joukossa on n. 20% hiilikuituja, niin vääjäämättömästi, joku pienistä partikkeleista myös raapii suutinta, vaikka olisikin pehmeän muovin mukana.

En löytänyt hetimiten mistään tietoa, kuinka paljon lujempi tuloste on verrattuna PLA:n. Niinpä tein alkeellisen testin, tulostin mustasta PLA:sta ja hiilikuitufilasta 150x3x2 mm tikkuja. Jo käsivaraisesti hiilikuitufila oli joustavampi (toivottavasti myös kestävämpi, so. suurempi murtolujuus). Sitten kalamiehen, siis erittäin tarkalla ja luotettavalla, jousivaakalla vedin molemmista päistä kiinnitetyt tikut poikki. Testin toistin kolme kertaa (heh, heh).

Tulos (perin epätieteellinen) oli sikäli yllättävä että murtolujuus oli kiinnityksen jälkeen jännevälillä 110 mm yli 5 kg. Hiilikuidun ja perusPLAn suurin ero oli siinä, että perusPLA napsahti poikki kerralla (n. 5,1 kg vedolla), hiilikuitu versio taipui ja taittui 5-10% kovemmalla vedolla, muttei mennyt katkipoikki. Pitää jossain vaiheessa hakea lennokkikaupasta sopivaa hiilikuiturima ja verrata siihen eli täydennän tätä joskus... (ehkä).

POMin tarttuvuustestaus

POM, polyoxymethylene, (yläkuvassa valkoinen fila) on oma lukunsa sinällään. Kuten e-ville sivut kertovat, että sen pitäisi sopia esim. leikkiautojen hammasrattaisiin. Materiaali on tähän tarkoitukseen erityisen tervetullut. Valmiiden "joululahja-autojen" rattaat ovat nailonia, mutta niin heppoisia, että rikkoutuvat aivan liian nopeasti. Jotkut thingiversen autot ovat enemmän tai vähemmän yli-insinöörättyjä. Joten piskuisten tasauspyörästöjen teko vaatii pienen suuttimen (0.2) ja ohuen layerin (=< 0.1) ja hillittömästi kärsivällisyyttä.

POM tulostui aluksi mukavasti 80/240 lämmöillä (eli peti/fila). Testauksessa huomasin, että muidenkin kokemukset pitivät paikkansa. POM tarttuu ja pysyy huonosti lasilla, jos ollenkaan. Pedin lämmön pitää olla reilusti enemmän, brim on käytännössä välttämätön ja kaikki tarttumista auttavat jipot on otettava käyttöön, sitten alkaa (ehkä) saada käyttökelpoista jälkeä. Lyhyesti: POM on hyvä, mutta hankala materiaali.

Leluauton rengas sisämitta 50 mm.

Flex-fila

Minulla ei ole e-villen flexin materiaalista (yläkuvassa sininen fila) sen tarkempaa tietoa, kun myyjän sivuilta löytyy. Flex-filoja on karkeasti otettuna (nyt) kolmea sorttia. 

• Ensimmäiseksi tulivat markkinoille hyvin joustavat ja vaikeasti tulostettavat filat. Niiden valmistajat eivät edes luvanneet, että bowden-päillä tulostus onnistuisi. Fila ruttaantuu bowden-putkeen. Normaalillakin tulostumekanismilla luvattiin hakaluuksia ja niinpä markkinoille tuli flex-päitä. Kuten arvata saattaa ne olivat arvokkaita. Pienellä kotikutoisella tavallisen tulostuspään muutoksella myös näiden pehmeiden flexien tulostaminen onnistuu.
• Kun flex-filoja kehitettiin tuli markkinoille uusia materiaaleja ja entisten viilauksia. Muodostui runsaasti joustavat filat, jotka olivat vähän kovempia ja paljon käyttäjäystävällisempiä kuin edelliset.
• Kolmannessa aallossa tulivat siten nämä polyuretaanista johdetut TPE (thermoplastic elastomer) filat. Ne tunnistaa siitä, että ovat tulostettuina joustavia, mutta eivät enää kovin kimmoisia (kumipallomaisia). Näille filoille annetaan yleisimmin jo kovuusastekin, Shore kovuus D45, mikä on aika kova noin arkikielellä ilmaistuna. Muiden flexien kovuudesta mainostoimiston tekstinkirjoittaja yleensä runoilee, mitä sattuu tai jättää sanomatta mitään.

e-villen flexi on taipuisa

 e-villen Flex sopii parhaiten tähän kolmosryhmään. Se on lankana pehmeää ja taipuisaa ja venyykin vähän eikä vaadi tulostuspäältä mitään erikoista. Vain langan syötössä pitää olla tarkkana, koska vetorulla ja vastalaakeri ohjaavat filat vähän vasemmalle (vetorullan alle). Hyväksi syöttämismenetelmäksi osoittautui ainakin se, että ensin syöttää 10 mm filaa, sitten muutamalla millin syötöllä ja tavallisen PLA:n pätkällä ohjaa flexin oikeaan koloon.

Eri myyjien ja valmistajien sivuilla suositellaan syöttöä kasvatettavaksi jonnekin 105-115%  paikkeille ja nopeudeksi jopa vain 5-10 mm/s (ja siitä ylöspäin, joku 20-30 mm/s toimii ehkä hyvin, yksi valmistaja antaa ylärajaksi 115 mm/s, no huh huh!). Laitoin ekoihin tulosteisiin 110% syötön, mutta se oli liikaa (säädä veto aika kevyelle paineelle ja kokeile tarvitsetko lisäsyöttöä ollenkaan). Flexi on niin joustavaa, ettei pystynyt tunkemaan ylimääräistä filaa suuttimeen lisätäkseen painetta, vaan etsi helpomman tien. Tässä tapauksessa alkoi puskea lenkkiä heti vetorullan alta ulos päin (tämä ongelma on yritetty korjata ns. flexipäissä). Kuten Helsingin yliopisto ensimmäinen iso tietokone (ruhtinaallisesti jotain 8 kt työmuistia!) Burroughs oli ohjelmoitu "sympaattisesti" ilmoittamaan epäonnitunut eräajo: Pieleen meni, yritä uudestaan. (Kuvassa näkyy myös x-remmin kiristin.)

Toinen "hauska" ominaisuus korostuu pienen kelan takia. Kaikki filat tuppaavat kiertymään tulostettaessa. Isolla keloilla kierroksia tulee niin vähän, ettei venkuilusta ole haittaa. Flex menee pidemmässä (yli 10-15g) tulostuksessa kierteiseksi. Kun tulostamisen lopettaa ja flexin peruuttaa takaisin kelalle, se purkaa kierroksensa kuin kumilenkki.

Flexi tarttuu helposti (hyvin olisi väärä sana) omalla lötköllä tavallaan. Kun esim. o-renkaan mallisen kappaleen tartuntapinta on pieni, niin brimin käyttö on hyvä ratkaisu. 

Kokeiluissani flexi tulostui parhaiten 215-220 asteen lämmöllä 60-70 pedille.

Glow-filaan (yläkuvassa vaalea beige fila) on lisätty valoa "imevää" ja sitten säteilemää ainetta. Jotkut sivut käyttävät Glow-filasta UV-filan nimeä. Se on hämäävää, koska UV-fila voi tarkoittaa myös:

• UV-valoa kestävää filaa (UV resistant),
•  UV-valossa väriään muuttavaa filaa (UV reactive, UV sensitive)  
• jotkut tarkoittavat sillä Glow-filaa.

 Siksi käytän tässä vain termiä Glow-fila tarkoittamaan pimeässä hohtavaa filaa. Se reagoi muihinkin valon taajuuksiin kuin UV-alueeseen.

Glow-efektiin käytetään netistä löydetyn tiedon mukaan kolmea eri ainetta (zinc sulfide, calcium sulfide or strontium aluminate), olettaisin eri väreihin. Joidenkin mukaan tuo vihreä tuottaa parhaan tuloksen (strontium aluminaatti). Sininenkin on vielä kelvollinen, mutta keltainen ja punainen tuottavat tulostajalle vain pettymyksen.

Glow-fila tarttuu vähän heikommin kuin perusPLA, mutta ei vaadi sen kummempaa tulostamisessa. Glow-efekti (taskulampulla pari minuuttia "ladattu") hiipuu 15 minuutissa jo ehkä puoleen. Aurinkoa ei ole juuri näkynyt, mutta muutkin valonlähteet siis kelpaavat auttavasti. Käytin vattista led-taskaria kokeilussa. En ole vielä löytänyt juttua, jossa olisi kerrottu missä ajassa ja millä teholla glow-efekti saavuttaa saturaatiopisteensä. 

Kokeilua varten tein hymyemoijin, jonka parametrit: suutin 0.4, leyer 0.25, pinnat 1.25 (= 5 kerrosta), seinät 0.8 (= 2 viivaa), fill 30% paksuus 5 mm. Taskari valaisi 5 mm hymyn läpikotaisin, molemmat puolet hehkuvat myös samalla lailla.  

Uusiofila nGen

nGen filaa tai vastaavaa ei (ainakaan toistaiseksi) saa e-villen kautta. Se on Colorfabbin (Euroopan johtava filatehdas Hollannissa) kehittämä "uuden sukupolven" fila, johon on yhdistetty PLAn ja ABS:n parhaat ominaisuudet. Kuulostaa hyvältä ja myös on sitä. nGen vaatii vähän enemmän lämpöjä, mutta muuten tulostuu yhtä helposti kuin PLA. Se myös kestää PLAta enemmän lämpöä ja on samalla lailla vähän taipuisaa kuin ABS (eli ei ihan niin kovaa kuin PLA).  nGenillä saa nättiä pintaa helpolla, ehkä siksi että se on juoksevampaa kuin PLA. Kokemukseni mukaan nGen olisi kaiken kaikkiaan onnistunut tuote yleisfilaksi, jos se olisi edullisempaa. Nykyisin (eipä juuri kilpailijoita) se maksaa tuplasti verrattuna PLAhan. Harmi, harmi, iso harmi. Perusoptimistina ajattelen, että filojen kehitystahti on niin kova, että vastaavia tuotteita tullee muualtakin saataville (mitähän esim. NaturalWorks tekee...).

Erittäin lyhyesti suuttimista

Suuttimia on helposti saatavilla 0.2-1.0 mm. Kokoamani e-villen Prusa i3 kloonin mukana tuli 0.3 suutin. Se on hyvä kompromissi. 

Kokeilin myös 0.2 ja 0.4 suuttimia. 
Suuttimeen on onneksi stanssattu sen koko, joten oikea koko löytyy, jos säilyttää suuttimia samassa lokerossa, laatikossa tms. Niistä 0.2 tekee 0.3 verrattuna terävämmät kulmat, joten piskuisten hammasrattaitten tekoon oiva väline. Suuremmalla suuttimella, kuten 0.4, on omat etunsa. Sillä tulosta syntyy nopeammin, kuin pienemmillä (yllätys, yllätys), tarttuvuus kasvaa jne. Suuttimen koko vaikutta voimakkaasti tulostusaikaan. 

Otetaan esimerkiksi 30x30x2.4 mm kiinteä kappale.

Tulostusajat karvalakki-Curan mukaan, kun muutetaan vain layerin korkeutta vastaamaan suutinta ja pidetään muut parametrit samoina, ovat seuraavat:

• 0.2 suutin ja 0.1 layer = 1 tunti 7 min
• 0.3 suutin ja 0.2 layer = 24 min
• 0.4 suutin ja 0.3 layer = 13 min

Layerin korkeus vaikuttaa tulostusajan lisäksi myös tuloksen laatuun, esim. 0.4 suutin ja 0.1 layer käyttää aikaa 34 min ja tekee siistiä jälkeä. Slicerin parametreilla valitaan sitten sopivin kompromissi tulostusajan ja -laadun suhteen.

Kuten mainitsin, suuttimen koko vaikuttaa myös tarttuvuuteen kahdella tavalla. Ensiksikin suuremmalla suuttimella tulee leveämpää nauhaa, jolloin tarttumispintaa tulee lisää. Toiseksi suuremmalla suuttimella voi tehdä paksumpia layereitä (ainakin eka kerros), jolloin pedin korkeussäätövirheitä saa vähän anteeksi.

Kun suuttimen vaihtaa, kokemukseni mukaan, se onnistuu helpohkosti ja turvallisesti seuraavasti (rohkeimmat ovat onnistuneesti vaihtaneet suuttimen irroittamatta koko lämmityselementtiä, lycka till):

1. Lämmitä suutin normaaliin filan lämpöön (kiinteäksi jämähtänyt fila suuttimessa vaatii "vähän" enemmän voimaa irrottamiseen)
2. Suojaa peti (pahvilla tms).
3. Nosta kelkkaa ja siten päätä  n. 50 mm, katkaise virrat ja irrota jäähdytyselementti kokonaisena tulostuskelkasta (kaksi ruuvia ja varo murjomasta mitään ja polttamasta sormiasi).
4. Tarvitset pään irroittamiseen kaksi kiintoavainta: lämmitysblokkiin kelpaa 17 mm ja itse suuttimeen 7 mm avain
5. Kierrä suutin irti (se on edelleen kuuma!!!)
6. Ruuvaa uusi tilalle ja kiristä se kunnolla, tarkista myös että jäähdytyselementti ja sen sisällä oleva putki on kireästi suutinta vasten. Niiden välissä ei ole mitään tiivistettä, joten ole tarkka ja tarvittaessa irroita putkikin, niin voit putsata sen pään filasta. Suuttimen saa kireälle kiertämällä sen loppuun asti kiinni vain lämmitysblokkiin, mutta em. putken ja suuttimen väliin voi silti jäädä rako, josta fila pursuaa sitten "hauskasti" pitkin lämmitysblokkia ja tipat pilaavat tulosteen.
7. Kiinnitä koko jäähdytyselementti takaisin tulostuskelkkaan. Mikäli oikeanpuoleinen pultti ei ala vetää, niin edessä on lisää purettavaa. Oikeanpuoleisen pultin mutteri (kuten hyvin muistat kokoamista 😀) on syvällä omassa tunnelissaan. Se muljahtaa helposti paikaltaan. Ei auta, kuin irrottaa koko tulostuskelkka niillä pulteilla, jotka kiinnittävät sen laakerointi levyyn, ravistella mutteri jne...

Hiilikuitufilan kanssa valmistajat suosittelevat terässuuttimia. Ne maksavat vain hiukan pronssisia enemmän (pronssiset vähän alle ja teräksiset vähän yli €:n). Terässuuttimista a) puhutaan ja b) tarjotaan varsin vähän netissä, joten oletan c) etteivät ne ole kovin kummoinen parannus. Tarttis varmaan kokeilla jotakin, kuten ei vielä entinen, mutta ei niin kauhean hyvin työssään onnistunut mies sanoisi.

1. e-villen Prusa i3 tulostimen kokoaminen

[Lisäys 2.5.2017: Vuoden aikana ovat niin kehitys kuin oma tietämyskin lisääntyneet erityisesti slicereiden (viipaloitsijoiden) osalta. Entinen innovaatiojohtaja Slic3r on hiipunut Cura 2.4:n ja 2.5:n varjoon. Ne edustavat nyt parhaita vapaasti käytettäviä slicereita. Niissä on mukansa myös Acceseleration ja etenkin Jerk -säädöt, jotka ovat keskeisiä tulostuksen onnistumisessa eli tarttuvuudessa, ja tulosteen laadussa.
Nyrkkisääntö: Tässä blogissa mainitut kiihtyvyys (Acceseleration) säädöt ovat OK, mutta ota käyttöön Cura 2.5 ja säädä siellä kaikki Jerk-arvot puoleen niiden oletusarvoista.]

Joskus kevättalvella 2016 e-villen webbisivuille ilmestyi 3d-tulostin. Hinta alitti kipurajan ja perheneuvosto suhtautui asiaan myönteisesti. Muutaman viikon kuluttua e-ville kertoi reilusti, että suurempi tulostusalusta ja muutenkin teknisesti parempi tuote olisi saatavilla, jos tilauksen muuttaminen kiinnostaisi. Kyllä kiinnosti. Uusi tulostin piti vain itse koota, mutta se vain lisäsi mielenkiintoa Prusa i3 tulostinklooniin. Oli sopivasti aikaa tutustua 3d-tulostamiseen webin avulla.

Selvisi, että 3d-tulosteen teossa on kolme vaihetta:

• Ensin on mallin teko tai kopiointi webistä.
  Valmiita malleja löytyy mm. www.thingiverse.com. Kun itse tekee oman mallin, niin ilmainen ja helposti opittava SketchUp on hyvä valinta ohjelmaksi. Muitakin, tietty, on.
• Toiseksi on mallin muunto tulostettavaan muotoon.
  Ohjelmia, joita käytetään tähän kutsutaan slicereiksi, viipaloitsija. Nimensä mukaisesti ohjelma tekee mallista kerros kerrokselta viipaleet (yleensä 0.1 - 0.3 mm) ja tulostaa ne ns. g-koodiksi (käskyiksi, joita tulostin ymmärtää; samaa kieltä käytetään CNC-härveleissä).
• Viipalointi (slicerointi) ohjelmia on ainakin 16 käytössä. Repetier-Hostilla pääsee hyvin alkuun (linkki lataukseen on lahjoitusruutujen jälkeen hyvin kätkettynä). Muita ilmaisia ovat mm. Ultimakerin tekemät Curat. Niitä on kaksi sarjaa: 15-alkuinen on ns. karvalakkiversio. Sillä kannattaa aloittaa, koska siinä on vähemmän säätämistä kuin muissa. Pitemmälle kehitetyjä ja monimutkaisempia käyttää ovat 2-alkuiset Curat.  Ne antavat lukuisia lisämahdollisuuksia kontrolloida viipalointia ja siten tulostusta. Ehkä tärkeimmät ovat tarkemmat nopeuden ja lämmön säädöt kappaleen tulostamiseen. Esim. uloin reuna hitaammin kuin sisäosat ja ensimmäiset kerrokset (layer) korkeammalla lämmöllä kuin muut. Joku on väittänyt, että Cura on de facto standardi sliceri. Ei muuten pidä paikkaansa. Tämän väitteen esittänyt ilmeisesti kerjää pisteitä Ultimakerilta tai saa sieltä palkkansa.
• Hyvä kilpailija molemmille Curille on Slic3r tai jos on hyvin teknisesti orientoitunut niin IceSL (sliceri löytyy netistä vähän penkomalla, ranskalaista johdonmukaisuutta). Ne (varsinkaan IceSL) eivät ole ihan niin helppoja käyttää kuin karvalakki-Cura, mutta siinä on ominaisuuksia, joita ei vielä löydy Curan laajemmista versioista. Kun kokemus kasvaa, niin Slic3riin (tai IceSL:n) kannattaa tutustua. Itse hämmästyin, kuinka paljon slicerilla voi vaikuttaa tulostusaikaan ja lopputuloksen laatuun.
• Kaupallinen Simplity3D (maksaa n. 150€) on lyhyesti sanottuna (kirjoitettuna 😁) monipuolinen ja hyvä, jos ei paras. Siinä ovat tulostuksen jokseenkin kaikki hahdolliset parametrit säädettäviä. Ammattilaiset suosivat sitä, mutta jokainen voi miettiä, tuoko se edellisiin ilmaisiin ohjelmiin niin suurta parannusta, että olisi hintansa ja opettelunsa väärtti (ainakaan harrastuskäytössä).

• Kolmannessa vaiheessa slicerin tuottama tiedosto lähetetään 3d-tulostimelle joko pc:ltä tai jos tulostimessa on SD-kortin paikka, niin sitten sen avulla. PC:hen on ilmainen  ja monipuolinen Repetier-Host tulostuksen ohjailutyökalu. Sen ohje, kuten slicereiden, vaatii oman sivunsa tässä blogissa, joten jatkuu...

Tulostin tuli luvattuna aikana ja sitten kokoamaan.

Ensiksikin kiitos e-villelle hyvästä tuotteesta ja erityisesti selkeistä ohjeista. Kaikki tarvittavat ruuvit, mutterit, osat ja johdot olivat mukana ja löysivät ilmeisesti myös oikean paikkansa. Tosin jotkut ovat arvostelleet ohjeita niukoiksi ja pilkun lähempään tarkasteluun viehtyneet ovat huomautelleet painovirheistä ja muista niin kovin oleellisista seikoista (sarkastinen ilmaisu). 

Itse pidin ohjeista. Ensin oli kuvat ja tarkenteet tarvittavista osista sitten lopputuloksen kuva. Ajatteluprosessianalyytikot sanoisivat, että tyypillinen konvergenttia ajattelua vaativa juttu, siis selkeä. Paria muovi- tai metalliosaa ja  joitain pultteja on vaikea saada kiinni kovin monella tavalla. 

Seuraavaksi on joitain huomioita prosessista.

Kokoaminen

Itseltäni meni reilusti enemmän aikaa kokoamiseen kuin ohjeen 12 tunnin arvio. Melkein heti ensimmäisen tulostimen perään kokosin toisen. Se sujui jo huomattavasti nopeammin. Asiaan varmaan vaikutti seuraavat seikat:

• eniten se, etten ollut koskaan nähnyt luonnossa yhtään 3d tulostinta ja siksi piti ensin pähkäillä mitä olin tekemässä
• käytin johdotukseen enemmän aikaa, koska poikkesin
  
  - laitoin uudet virtajohdot kiertämään kehyksen takakautta profiilin urassa ja z-akselin stepperin johdot profiilin alapuolen urassa nippusiteillä (helpottaa härpäkkeen siirtelyä, kun johdot eivät roiku alapuolella ilman tukea)
  
  - pätkin stepperien ja rajakytkinten johdot sopivan mittaisiksi (sitten kun tiesin, minkä mittaiset olisivat sopivia, liitokset kolvasin ja kutistesukka päälle), johon näpertelyyn meni toki aikaa, mutta lopputulos on selkeä (?)
  
  - tuulettimiin laitoin yhtenäiset johdot. Vaikka palasista koottu johto jääkin piiloon, niin tuntui mukavammalta... Myöhemmin laitoin tuulettimille yhteisen virtajohdon
  
  - lisäsin yläparren alauraan pätkän 12 v led-nauhaa, jonka kytkin virtalähteen vapaaksi jääneeseen syöttöön (virta päällä lampuksi), myöhemmin lisäsin vielä pätkät ledinauhaa tuulettimien alle, niin mustastakin filasta näkee, mitä tulostuu. Sittemmin huomasin, että jokseenkin kaikkiin Prusa i3 klooneihin on ilmestynyt ledit.

• lasilevyn reunat kannattaa hioa, tavallinen 120 Mirkan paperi toimii hyvin hiontapalikan ympärillä. Pari pyörivää vetäisyä n. 45 asteen kulmassa riittää per särmä ja kulma. Lasiliikkeet taitavat käyttää lyhennettä TSH (terävä särmä hionta).
• mukana tulee borosilikaattilasilevy, koska ko. materiaali kestää lämpöä (esim uunivuoka). Tulostimen filamentin eli tulostuksen raaka-aineen, filan,  lämpö on suuttimesta tullessan n. 200 astetta, mutta massaa on vähän ja sekin jäähtyy nopeasti. Olen käyttänyt myös 3-4 mm ikkunalasia, enkä ole huomannut käytännön eroa borosilikaattiin

Noudatin muuten ohjetta. Kokoamisohjeen pdf versio löytyy e-villen sivuilta. Siinä on johdotuksesta värikuva, josta selviää miten päin mikäkin johto tulee. Prusan avoimeen (lue: villiin) maailmaan kuuluu, että netistä löytyy myös muita jokseenkin samanlaisia kuvia, joissa tosin värit ovat eri päin.

Käyttöönotto (kalibrointi)

Kun sitten tarkistin vielä johtojen kytkennät, oli aika laittaa virta päälle. Elektroniikan pyhää sinistä savua ei näkynyt ja tuulettimet alkoivat pyöriä, joten sähköpuolen kytkennät näyttäisivät olevan aikalailla kohdallaan. Saatoin siirtyä kalibrointiin. 

 Ja sitten itse kalibrointiin, joka on tässä yhteydessä perus- ja toimintasäädöt.

Curassa ja Repetier-Hostissa on parametrejä (muutettavia asioita, jotka vaikuttavat ohjelman toimintaan) runsaasti. Googletuksella niiden merkityskin alkoi valjeta. Eipä aiemmin ollut skirt, brim yms tullut mikrossa vastaan, vaikka muuten tuttuja juttuja ovat. Laitoin e-villen ohjeen mukaan arvot paikoilleen. Ohjeet olivat mielestäni edelleen muuten riittävät, mutta pari lisää säädettävä juttu tuli myöhemmin vastaan.

Tärkein lisäkorjaus eepromiin on kiihtyvyydet. Oletusarvot on tehty joidenkin ohjusten tarpeisiin. Aluksi saattaa hämätä (kuten minua), että eri puolilla Prusa i3 runsasta dokumentaatiota  webissä käytettään eri yksiköitä kiihtyvyydestä. Selkeyden vuoksi käytän tässä samaa yksikkö, kuin eeprom. Siellä oletusarvona sekä X että Y akseleille on 9000. Ne pitää korjata arvoon 1000, muovinsyöttö (extruder E)  600. Sama vaikutus tulee, jos lisää rivin 

M201 X1000 Y1000 E600

slicerin aloituskoodiin (Start), jossa se säilyy seuraavia tulosteita varten. Esimerkki alla on karvalakki-Curasta (Cura-K). Cura 2.3.1 on kehitys mennyt tässä kohtaa väärään suuntaan. Cura2:ssa koodi pitää muuttaa printterin profiilitiedostoon .json (jos aiot puukottaa tiedostoa, niin ota siitä ensin kopio talteen ihan vaan varmuuden vuoksi...).

Start gcode avautuu (kuvia pätkitty)

Cura-K:n käynnistysrituaalia ohjataan yllä olevalla g-koodilla. Alustustoimien jälkeen sammutetaan filan jäähdytyspuhallin (e-villen Prusassa ei ole erillistä puhallinta pedin pintaan) komennolle M107. Sen jälkeen tulee suosittelemani lisäysrivi alkaen M201-komennolla. Sitten ajetaan suutin 0-kohtaan (home, origo on asetettu pedin vasempaan alakulmaan). Suutin nostetaan korkeuteen 15 mm komennolla G1 Z15.0 F(travel_speed). Filan laskuri nollataan komennolla G92 E0. Lopuksi purskutetaan "alkuläjä" filaa. Jos pää on kuuma, filaa tihkuu hissukseen. "Alkuläjän" tarkoitus on täyttää suutin. Oletus on 3 mm. Se periytynee Ultimakerin 2,85 mm filan mukaan ja on liian vähän 1,75 mm filalle. Arvoksi kannattaa laittaa esim. E10 tai E15.

Koodit löytyvät mm Reprapin G Code sivulta, jos jaksaa kahlata sitä riittävän piiitkälle (kirjoitusvirhe tässä kohdassa tahallinen), koodeja riittää reilusti. Itse laitoin sen kuvan mukaisesti Cura-K:n ekan M107-rivin jälkeen (jolla rivillä ei siis ole e-villen Prusa i3:ssa käyttöä, muttei haittaakaan 😉 ). Lisäyksen paikalla ei ole juuri merkitystä. Tulostus rauhoittui ja laatu nousi reilusti.

Toinen tärkeä sääto on Retraction eli pään nosto pedistä ja filamentin takaisinveto suuttimesta, kun se siirtyy paikasta toiseen eikä purskuta filaa. Molemmat hidastavat hieman tulostusta. Cura-K:n advanced-välilehdellä on filan takaisinveto (2-5 mm) ja Expert config-ikkunassa on pään nosto, johon riittää joku 0.3-0.5 mm.  Kehittyneemmissä slicereissa on mukana myös parametrejä, jotka ohjaavat pään reittiä. Jos slicerissa on ruutu: Avoid printed Parts when Traveling (tai vastaava), niin ruksi siihen.

Langan syötön kalibrointi meni ohjeen mukaan. Tosin mukana tullut PLA pätkä alkoi huveta ripeää tahtia, joten samaan tilaukseen laittamani lisäkelat tulivat käyttöön. e-villen neljän värin filapaketti on kilohinnaltaan suunnilleen samaa kuin muidenkin ns. laatufilojen, johon kategoriaan e-villen filat kuuluvat. Niiden tasokkaan Ingeo perusmuovin tekee NatureWorks (NE, USA), jolla on tehdas myös Thaimaassa (mikä selittää sen, että kaukoidästä löytyy heidän tuoteittaan). Neliväripaketti on siitä mukava, että pääsee kokeilemaan eri värejä edullisesti. Sittemmin e-ville on lisännyt värien lisäksi myös mielenkiintoisen erikoisfilojen paketin. Palaan siihen myöhemmässä blogissani.

Pedin ja pään kalibrointi ei mennyt itseltäni ihan putkeen. Kun painoin Reperier-Hostin nuolia, pää liikkui nuolen suuntaan, mutta home-nappula (pikkunen mökin kuva) siirsi väärään suuntaan. Stepperien johtojen kääntäminen vaihtoi vain suunnat, mutta ongelma säilyi. Kytkimellinen jatkojohto on hyvä valinta, saa nopeasti virran pois yhdellä kädellä (suosittelee nim. Kolinaa Kuunnellut). Arduinosta ei itselläni ollut aiempaa kokemusta, joten turvauduin poikani apuun, jolle se oli tuttu juttu. Runsaassa tunnissa ongelmakohta löytyi ja poistetut home-invert-komennot sekä flassäys auttoivat. Kyseessä on ilmeisesti joku kovon ja pehmon versioiden välinen konflikti. Nykyisin flassäyksen ohje on jo e-villen sivuilla LCD-paneelin kohdalla.

Ensimmäinen testiboxi meni syheröksi. Ei tarttunut lasiin oletuslämmöillä. Kokeilin eri lämpöjä ja paria maalarinteippiä (ilman karhennusta) ja lopputuloksena oli joko syheröä tai sitten reilua warppausta (tuloste käpristyy kulmista), kappaleen irtoamista kesken tulostuksen ja vielä runsaampaa syheröä. Lämmöt ja/tai pään etäisyys (tai joku muu parametreista) ei ollut selvästikään kohdillaan (ns. fiksu huomio).

Googlen (mielestään) viisaat kertoivat, että pää pitää kalibroida hyvin lähelle petiä. Olin vääntänyt korkeusruuveja niin, että A4 kopiopaperi mahtui kevyesti liikkumaan pedin ja pään välissä. Se taisi olla liikaa. Muutin korkeutta niin, että paperi liikkui iinä ja iinä, mutta suutin ei vielä rutistanut paperia. Se auttoi, mutta PLA ei silti tarttunut kunnolla lasiin. Korkeus, lämpötilat, ilmanpaine, Saturnuksen kuut tai jotkut muut mystiset seikat eivät olleen kohdillaan. Tässä vaiheessa tulostuksen opettelua Googlen em. viisaat liputtavat 3m Blue maalarinteippiä. Sitä ei löytynyt lähimain (on hintavampaa kuin muut). Harkitsin sen sijaan tavallisen teipin karhennusta.

Vaimoni (töissä lasiliikkeessä) toi palan etsattua lasia (karkaisematonta). Kokeilin sitä 70/220 asteella ja annoin pedin lämmetä hetken "ylimääräistä", koska kyseessä oli 4 mm lasi. En löytänyt netin viisailta mainintaa etsatusta lasista. Se tuntuu kuitenkin olevan toimiva ratkaisu ainakin PLA käytössä. Testibox tarttui tiukasti kiinni ja tulostus onnistui hyvin. Tosin osa skirtin langoista häipyi, mutta se meni pölyn, sormenjälkien tms. piikkiin (vissiin). Myöhemmin samoilla lämmöillä tulostus onnistui lasillekin, kun pedin kulmat oli säädetty tarkemmin.

Luovuin etsatun lasin ja teippien käytöstä, kun olin oppinut (kantapään kautta), että tarttuvuuteen vaikuttaa kolme seikkaa

• lasin puhtaus, Sinol ulkoisesti käytettynä auttaa
• filamenteissa (tulostusmuoveissa) on eroja jopa saman merkin eri värit toimivat eri lämmöillä
• (tulostus)pään etäisyys lasista !!!

Näistä kolmesta puhtaus on välttämätön. Yksi CSI tutkijan mielestä hyvä sormenjälki tuhoaa tulosteen. Filalla on pienin osuus (nyt tarkoitan vain PLA-muovia). Suurin ja tärkein vaikutus on pedin säätö suhteessa tulostuspäähän. Vaikka netistä löytyy repullinen jos toinenkin ohjeita teipeistä, hiuslakasta, liimasta ja erikoispinnoitteista (Kapton, PEI, BuildTak yms), niin lasille voi onnistuneesti tulostaa PLA:lla kun ja vain kun korkeussäädöt ja lämmöt ovat kohdallaan. Korkeussäätö on hankalan tarkka, koska kulmissa on 3 mm pultit, joiden yksi kierros vastaa 0.5 mm korkeuden muutosta. Z-yleissäädössä on tiheäjenkainen pultti, jonka nousu 0.35 mm. Eli kun tavoitteena on 0.1 mm rako tulostuspinnasta, niin kulmissa 1/10 osa kierrosta (0.05 mm) pielessä riittää pilaamaan tulostusyrityksen, joten mielikuva  kierroksen 1/16 osaan ja 1/32 osaan jakamisesta johdattaa oikeaan suuntaan. 3m:n tavallinen maalarinteippi tai vastaava karhea teippi (kun pyyhkii pinnalta vahan tenulla) auttaa ja sitä kannattaa aluksi käyttää, niin pääsee nopeammin sinuiksi laitteen kanssa. On ihan normaalia ja turhauttavaa saada aluksi tulostumaan vain filamössöä. Siitä jokainen kuitenkin aloittaa, jos kehtaa tunnustaa. 3m sinisen, jota pidetään parhaimpana teipeistä, pinta on voimakkaasti krepattua paperia. Se tarjoaa tavallista maalarinteippiä suuremman tarttumispinnan ja antaa siten anteeksi osan korkeudensäätövirheistä. Sininen on vain turhan kallista suhteessa hyötyyn. Teippien ongelmana on se, että ne auttavat vain pariin kolmeen tulosteeseen samalla paikalla. Kai rösöt tasoittuvat tms, sitten on edessä teippauksen uusinta.

Ensimmäiset virrat laitoin päälle lauantaina. Sunnuntaina projektikin lepäsi, maanantai meni säätämisessä (ja filamössössä) ja tiistaina tulostui sitten jo ensimmäinen pieni testikuutio em. etsatulle lasille. Olin itsekin yllättynyt, kuinka sujuvasti homma hoitui lukuunottamatta Arduinon flassäystä. Ilman pika-apua siihen, olisi mennyt aikaa Arduinon opiskeluun. Itse flassäys on nykyisin ohjeilla selkeää ja helppoa. 

Hienosäätöä, kokeilua ja virittelyä kyllä riittää vieläkin, mutta sehän kuuluu asiaan. SketchUpin, Curan ja Repetier-Hostin seurassa vierähtänee vielä tovi jos toinenkin. Mielenkiintoinen Uusi Maailma tämäkin.

VAROITUS! 3d tulostin koukuttaa ja pahasti.

PS. Tiedoksi kaikille, joiden esteettistä silmää Arial teksti häiritsee. Tämä häiriö on tahallinen, ettei huomio kiinnittyisi oleellisiin seikkoihin.