4. Prusa i3:n tuunausta

Tulostimen tassujen suojat

Kootessani e-villen Prusa i3:tä huomasin, että kolmiopalikat, joilla koko kehys saadaan koottua, eivät ehkä ole ihan kätevimpiä tulostimen jalkoina. Niiden käyttö on insinööritieteiden näkökulmasta elegantti. Ei tarvita mitään muita osia. Käytön näkökulma on tässäkin asiassa toinen.

Kolmiopalojen reunat ovat terävät ja niillä saa tahtomattaan katkottua stepperin johtimen (jäi alle) ja ikävän näköisiä naarmuja antiikkipöydän lakkapintaan (onneksi vain työpöydän jo entuudestaan kuluneeseen pintaan). Eli tässä on ongelma ja siihen piti kehittää ratkaisu. Kolmiojaloille pitää tehdä kengät.

SktechUp auki ja piirtelemään. SketchUpin suosio perustuu siihen, että se on "yksinkertainen", selkeä. Ohjelma käsittelee kappaleita vain tasoina ja viivoina. Sen kanssa pääsee nopeasti "sinuiksi". SketcUp on samalla "monimutkainen", monipuolinen. Hämmästyttäviä kokonaisuuksia on sillä piirretty.  Mauserilla mitat kolmiopalasta ja arviot tassun koosta sillä vakaumuksen suomalla varmuudella, minkä vain täydellinen tietämättömyys voi suoda.

Piirrellessä ei mieleen pälähtänyt, että 3d tulostin ei voi tehdä ihan jämptiä jälkeä. Filamentti pursuaa ja leviää x-y suuntiin. Z akselin ruuvi on tarkin suuntana (heittoa tulee vain kerroksen paksuuden verran, kerroksen paksuuttahan ei voi muuttaa "lennossa"). Eka kokeiluversio ahisti joka suunnasta. Takatuki oli liian leveä ja tassun kolo sekä pultin reikä olivat liian pieniä sekä x että y -suunnissa.

Myöhemmin ilahduin, kuin luin maan kai suurimmasta yleistekniikan aikakausilehdestä artikkelin Dremelin 3d tulostimesta. Sen "suuri asiantuntija" väitti, että tulostin käyttää 0.1 suutinta. Taisi olla kyse kerrospaksuudesta. Ollessaan mielestään maan suurin ja arvovaltaisin ei tarvitse (lue: viitsi tutustua kunnolla) olla tarkka. Kiireessä maistuu huonompikin ruoka, kuten Teekkarikalenteri kertoi liikenne paikolla olevista ravitsemusliikkeestä ja tässä tapauksessa kiireessä (muidenkin) tulee kirjoiteltua huonompiakin juttuja...

Pari kolme kymmenystä lisää tilaa ja jalka loksahti koloonsa. Etupuolen prikaksi tulostin kopion takalevystä. Laitoin pultin kiinni ja alle vielä kumisen (kai muovia sekin) tuolin jalan suojatarran. Ei enää raavi pöydän pintaa.

Kulmien mutterit

 Varsinkin tulostusuran alkuvaiheessa pedin korkeussäätöjen kanssa menee aikaa. Alumiinilevyn kulmiin, alapuolelle, voi tulostaa mutterien tukipalikat.

Nämä kulmamutterien tuet taisi olla ihan niitä ensimmäisiä tulosteita, jotka itse suunnittelin. Ensimmäiset neljä kulmapalaa (yhtä lukuun ottamatta) menivät ns. pieleen.

En ollut huomioinut, että pohjalevyn kulmareiät ovat porattu suunnilleen sinnepäin. Tulosteideni reiät eivät sopineet levyn reikien kanssa kohdalleen.

Mauseri käteen ja ihmettelemään, kuinkas tässä nyt näin kävi. Selvisi, että joka kulman poraus on erilainen. Eroa pahimmillaan millin verran. Uudet kuvat ja tulostamaan.

Kuten oheisesta kuvasta näkyy, tulostin tällöin vielä teipille. Teippien välinen sauma näkyy tulosteessa ja kulman kärki on tarttunut huonosti. Nopeudet ja etenkin kiihtyvyydet olivat vielä nekin hakusessa.

Mutterin kolon tulostus vaati muutaman iteraatiokierroksen. Filametti pursuaa tulostettaessa ja vaatii vastaavan kompensaation kolon mittoihin. Homman tekee hauskaksi (tai sitten vähemmän) se, että liikkuvia osia on ihan tarpeeksi:

• suuttimen koko
• filan ominaisuudet
• tulostusnopeus
• filan lämpö
• ja kaikki ne tunnetut ja tuntemattomat kosmiset syyt, joihin voi aina turvautua, kun muut selitykset loppuvat.

Kun palat ovat paikoillaan, pedin säätö käy nopeasti.

Kulmiin säätöpyörät

Pedin korkeussäätö on toteutettu monissa tulostimissa pyälletyillä säätöpyörillä (muttereilla).

Tarvittavia M3 muttereita voi löytyä vaikeammin rautakaupasta, mutta verkostahan niitäkin saa.

Thingiversestä löytyy lukuisia esimerkkejä myös tulostettavista vaihtoehdoista.

Samalla kertaa voi vaihtaa (ei todellakaan ole suurta tarvetta) kulman jouset matalammiksi. Siinä saa muutaman millin lisää tulostuskorkeutta (heh, heh. LOL).



Laitoin pari nylonprikkaa mutterin väliin, siten saa sormilla helpommin otteen mutteriin.

Toistaiseksi kokeilemistani vaihtoehdoista pyörylä on ollut käyttökelpoisin. Pedin säätö kulmista (+/- 10 mm reunoista) sujuu niin nopeasti, että auto-levelit saattavat jäävät toiseksi. Auto-leveliä puolustetaan sillä, että se ottaa huomioon lasilevyn kupruilun. 

Oman kokemukseni mukaan 100 celsiuksen paikkella lasi laajenee niin vähän, että kotikonsteilla sitä ei juuri pysty mittaamaan. Jotkut ovat kokeilleet jopa takkaluukuissa käytettyä keraamista lasia (hurjan kallista). Käytän jatkuvasti vanhoista ikkunoista lähtöisin olevaa "kolmen karaatin" kierrätyslasi, yleisimmin 3 mm paksuja. En ole huomannut eroa borosilikaattilasiin. Ehkäpä minulla on huonot hoksottimet.

Toinen tapa on laittaa mutteri yläpuolelle.

Masa lähetti kuvan omasti tulostimestaan.

Se tekee pedin säädön vieläkin helpommaksi (ei tarvitse miettiä kumpaan suuntaa täytyy kiertää ;) ).

Mikäli laitat mutterit yläpuolelle, niin on suurta viisautta tarkistaa, että peti mahtuu liikkumaan rajoituksiinsa asti ilman, että suutin törmää kulmien muttereihin.

Mikäli lasilevy on niin suuri, että mutterit eivät mahdu kunnolla, voi lasia (varovasti) hioa santapaperilla tai dremelöidä (vielä varovaisemmin).

Masa kertoi kokemuksenaan, että kulmien mutterit löystyvät tulostaessa. Ilmiö on tuttu muiltakin käyttäjiltä riippumatta tulostimen merkistä. Tähän on onneksi helppo korjaus. Kiristä alkuperäisiä jousia pari milliä lisää ja säädä peti sitten tähän uuteen korkeuteen. Tietysti voi vaihtaa myös "kireämmät" jouset (ylempi kuva).

Oman kokemukseni mukaan 100 celsiuksen paikkella lasi laajenee niin vähän, että kotikonsteilla sitä ei juuri pysty mittaamaan. Jotkut ovat kokeilleet jopa takkaluukuissa käytettyä keraamista lasia (hurjan kallista). Käytän jatkuvasti vanhoista ikkunoista lähtöisin olevaa "kolmen karaatin" kierrätyslasi, yleisimmin 3 mm paksuja. En ole huomannut eroa borosilikaattilasiin. Ehkäpä minulla on huonot hoksottimet.

Kelatukia

e-villen rakennussarjan kelatuki, mallia "hirsipuu", on teknisesti näppärä ratkaisu, jos käyttää e-villen sinänsä erinomaisia filamentteja tai muita saman tapaisella kelalla olevia tuotteita.

Tämä kelatukimalli osoittautui käytössä ongelmalliseksi, jos

• kelan reiät eivät ole saman kokoisia molemmilla puolilla (Robox),
• kelan reikä on niin pieni (32 mm), ettei sitä saa sopimaan "hirsipuuhun" muuten, kuin ottamalla päätytuen irti (josta tulee sitten muuta "hauskaa") ja/tai
• käyttää 1 kg filamenttikeloja

Roboxin sinällään ihan käyttökelpoiset filamenttien kela on "älykäs" ja tarkoitettu heidän omaan tulostimeensa. 

Kelan idea on ollut siinä, että sidotaan Robox-tulostimen käyttäjät firman omiin filoihin. Harvapa käyttäjä viitsii puolata uudelleen filansa Roboxin kelalle.

Ensiapuna Roboxin ja muiden vastaavien keloja varten tarvitsee tulostaa adapteri. Sininen putki tukeutuu kelan pohjaan ja kärrynpyörä tukee toista reunaa. Kärrynpyörän toiselle puolelle vielä pieni rengas, joka estää kärrynpyörää luiskahtamasta paikoiltaan. Kun mitoitukset ovat sopivia, voi tukea käyttää irto-osina. PLA liimautuu (sormien lisäksi) netin mukaan ns. pikaliimoilla. Asetoonillakin voi liimata, vaikka se yleisimmin mielletään ABS:n kanssa käytettäväksi. Kokeilin myös lennokkien rakentajien suosimaa UHU POR -liimaa (USAssa se kulkee nimellä UHU Creative). Se osoittautui hyväksi valinnaksi.  UHU ALLPLAST soveltuu myös hyvin PLA ym. -filojen liimailuun. Se on "tavallisen" liiman oloista eikä kontaktiliimaan kuten POR.

Tämäkin viritys vaatii "hirsipuun" tuunailua.

Siinä vaiheessa, kun tein nämä tulosteet, olivat remmit vielä kireällä (ne venyvät ajan myötä). Putken tulostin 60 mm/s ja jälki on riittävän nättiä. Ketsuppissa olisi voinut laittaa ympyröihin enemmän tarkkuutta. Huomasin kulmikkuuden vasta tulostaessa. Koska tämäkin laatu riittää käyttötarkoitukseensa, niin annoin olla.

e-ville filat tulevat nykyisin noin 75 x 118 mm pikku keloilla, joiden keskireikä on 32 mm. "Hirsipuuta" pitää tässäkin tapauksessa korjailla.

Pikku kelat ovat näppäriä varastoida. Viimeisten filakerrosten säde tosin on pieni. Fila purkautuu jännityksen takia omia aikojaan lenkuralle. Ilmiostä ei ole harmia.

Toinen, vähemmän hauska, ilmiö liittyy kilon keloihin. Niiden ja "hirsipuun" välille tulee liikaa kitkaa ja filamentti hirttää itsensä kelalle. Etenkin ihan reunassa fila tuppaa vetämään itsensä reunalevyn ja loppujen filakerrosten rakoon. Pahimmillaan filan syöttö pysähtyy. Vetorullassa riittää kyllä tehoa ja se rouhii filaan kolon. Prusa i3 :ssa ei ole (eikä muissakaan) tulostimessa mitään tapaa, jolla tulostin valvoisi filan kulkua. Vaikkei filaa tule, tulostin jatkaa työtään g-koodin loppuun asti haamutulosteena. Atk-väki taitaa puhua simuloidusta tulostamisesta.

Tuunattu tuki 1

Suurin osa näkemistäni kelatuista on mallia "Kurkihirsi". SketchUpilla piirtää nopeasti yläparren tukipalat.

Yläputki on tässä 16 mm aluputki, mutta kaikki muutkin kelpaavat, kunhan vain mahtuvat kelojen reikiin. Robox tarvitsee em. adapterin.

Tämän kaltaisen kelatuen suosion ymmärtää käytössä. Kelan vaihto käy hetkessä ja kela rullaa kohtuullisesti. Kitkahan ei ole hävinnyt mihinkään, mutta ehkä vähentynyt kuitenkin.

Mikäli tulostimen 20x20 profiilia ei ole saatavilla, niin 20x20 U-profiili käy yhtä hyvin. Alumiinisissa kulmapaloissa on tukinystyrät. Niille pitää porata reiät U-profiiliin tai sitten tulostaa omat kulmapalat kuvan mukaisesti profiilin sisään. Tämä versio on itselläni käytössä tiettyjä erikoistilanteita varten.

Tuunattu tuki 2

Toistaiseksi parhaaksi kelatueksi on osoittautunut rullapyörät. Thingiveressä on lukuisia tällaisen tuen variaatioita. En kelpuuttanut kuitenkaan niistä mitään. Puuteita huomasin kaksi:

• pelkkien kuulalaakerien varassa olevat tuet eivät keskitä kelaa, vaan se hankaa jompaakumpaa tuen reunaa,  jota ongelmaa on ratkottu laittamalla kaksi laakeria rinnakkain!!!
• toinen ongelma oli se, että jätetään kuulalaakerit pois ja toteutetaan kaikki PLAlla, josta en pitänyt, koska se ei ratkaise kitkaa.

Niinpä taas kerran ketsuppi auki ja tuhertamaan. Alatuet ovat symmetriset, joten niitä tulostetaan neljä samoin kuin laakerin päälle tulevia urapyöriä. Sopivilla (tai liian pitkillä) pulteilla homma kokoon ja kokeilemaan. Se toimii. Kuulalaakeritukien käytön aikana ei filakela ole (vielä) kertaakaan jumittanut.

Kuulalaakerit ja samalla urapyörät keskittyvät, kun mitoittaa laakerin akselit 1-2 mm pidemmiksi kuin urapyörän paksuus. Siten saa sopivan välyksen.

Kuulalaakereiksi kelpaa melkein mikä vaan. Itselläni oli 608 laakereita (8x22x7) "hyllyssä". Sellaiset laakerit, joissa ei ole kumisuojia vaan metalliset pölysuojat, ovat kumisia herkempiä pyörimään. Gummi kahnaa vastaan. Kitka ei ole suuri, mutta häiritsi - korvien väliä.

Toistaiseksi ainut huonopuoli rullatuessa on tulostuskorkeuden pieneneminen. Ennen maksimi korkeutta tulostuspää osuu kelatukiin. Näitä, toistaiseksi harvoja, tilanteita varten olen säilyttänyt kurkihirsituet.

LCD-paneeli

RepRap Discount Full Graphic Smart Controller on edullinen lisä e-villen Prusa i3 tulostimeen. LCD-käyttöpaneeli (tästä eteenpäin paneeli) mahdollistaa tulostuksen ilman tietokonetta. Toki kappale pitää viipaloida mikrolla ja tallettaa SD-kortille, josta tulostus onnistuu sitten paneelin avulla.

Paneelin kytkeminen on helppoa. Sen mukana tulee adapteri ja tarvittavat johdot. Sekä paneelissa että adapterissa on kaapelien paikat merkitty. Paneeli kannattaa koteloida niin saa sen kiinnitettyäkin. Thingiversessä on useita vaihtoehtoja. Sellainen kotelo, jossa SD-kortin aukko on sisennetty, on mukava käyttää. Suoraviivaisessa kotelossa kortti pilkistää niin vähän ulos, että sitä on vaikea sormilla irrottaa. Thingiversen malli 617468 toimii hyvin kunhan piirtää ja tulostaa kiinnitystuen sille.

Tietotekniikan esihistorian aikoina oli käytössä merkkipohjaiset, hierarkkiset valikot. Pieni näyttö ja käyttöliittymänä yksi nuppi, jota painamalla tapahtuu valinta, eivät anna mahdollisuutta juuri muuhun kuin vanhan Gopherin valikoihin. Ohjelmoitsijat ovat lisänneet "hauskan" (edelleen sarkastinen ilmaisu) ominaisuuden. Valikot ovat dynaamisia eli ne muuttuvat sitä mukaa, kun käyttö etenee. Tämä on välillä hämäävää, kun tarvitsemaansa komentoa ei tahdo löytyä sitten mistään.

Ohjelmoitsijoiden foorumilla on käyty keskustelua hätäpysäytysnappulan toiminnoista. Kehittäjien on vaikea ymmärtää, että sitä nyt ylipäätään tarvitaan ollenkaan ja toiseksi, mitä sen pitäisi tehdä. Jos tulostuksen keskeyttää nappia painamalla, niin kaikki pysähtyy. Ongelmana, josta keskustelua on käyty, on se, että kuuma pää jää paikoilleen. Jotkut käyttäjät ovat harmistuneet, kun heidän kallis tulostusalustansa on kärventynyt. Toiveena on ollut, että samalla kun tulostus keskeytetään, niin pää nousisi riittävästi, ettei se pääse turmelemaan mitään. Hallitumpi pysäytys onnistuu, kun ensin laittaa tulostuksen "Pause"-tilaan, käy nostamassa z-akselia ja lopuksi lopettaa koko homman hätänappulalla. 

Paneelin käyttö (kuten kaikki muukin uusi) vaatii pikkuisen totuttelua. Lämmöt, feedrate (nopeus) yms. perussäädöt onnistuvat mukavasti. Paneeli kertoo, millä korkeudella mennään, mutta ei osaa kertoa, kuinka paljon tulostusaikaa on jäljellä. Tämä on sikäli ymmärrettävää, että laskentakapasiteettia ei ole käytettävissä yhtä paljon kuin mikrossa. Jos kesken tulostusta muutetaan nopeutta, niin uudelleen laskemista tulee paljon.

SD-kortin selaus on näytöllinen kerrallaan, joten voipi olla viisasta, pitää kortilla vain se tiedosto (ne tiedostot), jota sillä kertaa tarvitsee. Kortille (32 G) mahtuu helposti 1000 g-kooditiedostoa, joista oikean etsiminen ei ole kovin kivaa.

Y-remmin kiristin

Ongelma: Y-hihna venyy ja löystyy ja sen kiristäminen on tehty hankalaksi. 

Y-hihnan pohjalevyyn kiinnittimiä löytyy Thingiversestä lukuisia. Kokeilin mallia 619347 (sininen ja oranssi). Ajatuksena malli näytti toimivalta ja sitä se olikin. Kokoaminen menee näpertelyn puolelle, mutta mitä muutakaan 3d-tulostaminen on. Mallin (ehkä kauneus-) virheenä voi pitää hihnan kiinnityspulttien reikiä. Niihin ei ole suunniteltu mutterin paikkoja, joten sopiva pultti piti kokeilla. 2 mm pultti oli osaan reistä väljä ja 3 mm pultti liian paksu, joten sopivaksi osoittautui 2.5 mm pultti. Tosin osa pulteista valitti kuuluvasti kiristettäessä. Aika paljon 2.5 mm pultti kestää vääntöä. En saanut yhtään poikki :). Ehkä kitka osin sulatti pultit kiinni, mutta ainakin pysyvät paikoillaan.

Rullan tuki- ja kiristinosia on niitäkin runsaasti. Ne näyttivät vievän liikaa tilaa. Y-hihnan kiinnityspalikka tulee aika lähelle kuulalaakerin tukea. No tarkkaavainen lukija arvaakin jo lopun. Ketsuppi auki ja piirtämään. Laakerille tuki, jonka kulmista 40 mm pultit vastakappaleeseen. Vastakappaleen keskelle reikä ja mutterin upotus. Käytin neliömutteria, sen upottamisen filaan on helpompaa kuin kuusikulmaisen ja pitää varmasti hyvin. Kiristyspultti olisi voinut olla lyhyempikin (20 mm turhan pitkä), mutta säätövaraa ainakin riittää.

VAROITUS! 
Ruuvia kiristämällä saa Y-hihnan "viulun kieleksi". Stepperin laakerit eivät kuitenkaan kestä tolkuttomia kuormia. Kohtuullisella käytöllä saa stepperillekin pidemmän elämän.