Nejrozšířenější open-source 3D tiskárnu RepRap si může každý postavit sám doma. Stačí mít trochu kutilského nadání a zápal pro věc.
Ačkoliv se na webu 3D-tisk.cz věnujeme primárně komerčním 3D tiskárnám, byla by jistě chyba opomíjet populární kutilskou platformu RepRap. Připravili jsme si proto pro vás seriál, ve kterém vás seznámíme nejenom s tím, jak si toto zařízení můžete obstarat a zkonstruovat, ale také s nástrahami, které vás při stavbě můžou potkat.
V tomto prvním článku se podíváme na konstrukční řešení a parametry tisku modelové větve RepRap Průša Mendel, kterou vyvíjí český vývojář a geek Josef Průša. Díky své jednoduchosti a nízkým nákladům na realizaci si jeho modely získaly vysokou popularitu a setkáte se s nimi po celém světě. V současnosti existují již tři hardwarové iterace Průšových tiskáren a na tu nejnovější z nich se nyní pod drobnohledem podíváme.
Zlaté české ručičky
Průša Mendel Iteration 3 se oproti druhé verzi liší v mnoha klíčových vlastnostech. Původní trojúhelníkovou konstrukci Průša vyměnil za masivní čtvercový rám, díky kterému získala tiskárna větší stabilitu v kompaktnějším balení.
Už na první pohled je také patrné, že tiskárna v nové verzi umí tisknout mnohem vyšší objekty, než její předchůdci. Nízko položenou tiskovou plochu tvoří kovový rám s vyhřívaným tiskovým lůžkem, který se pohybuje na konstrukci z plastových spojek a závitových tyčí. Veškeré plasty, které tiskárna potřebuje k sestavení, jsou vytisklé na 3D tiskárně a jsou volně dostupné pod licencí GNU/GPL. Ke stavbě základní konstrukce vám tak stačí dodavatel plastových spojek a dobře vybavené železářství.
Pohon tiskárny tvoří čtyři krokové motorky NEMA 17, každý pro jednu osu. Jeden motorek je pak potřeba připevnit na tiskovou hlavici. Ta je bezpochyby nejdůležitější součástkou celé tiskárny, protože přímo úměrně na její kvalitě záleží i přesnost tisku. Tvoří ji dvě části – tryska (tzv. hot end), jejíž úlohou je plast zahřát, a extruder, který musí plast v potřebném množství a rychlosti vytlačit z trysky ven.
Trysek existuje spousta, z řady ale vyčnívá jednoznačně Průša Nozzle. Zajišťuje nejenom bezproblémový chod, ale má i spoustu unikátních vlastností. Jako vůbec první na světě je totiž tvořená z jednoho kusu oceli, díky čemuž je minimalizovaná šance, že v ní dojde k nějakému problému. Navíc dokáže tisknout nejenom klasické ABS a PLA, ale taky polykarbonát a nylon. Extruder tvoří dvě ozubená kola s převodem 8:24, která pohání ozubený šroub (tzv. hobbed bolt). Ten má za úkol tlačit prut s plastem do trysky.
Ovládací software
Tiskárna komunikuje s počítačem a ovládacím softwarem pomocí mikrokontroleru ATMega kompatibilním s open-source platformou Arduino. Čip ovládá některý z mnoha verzí firmware určených pro 3D tiskárny, nejpopulárnější z nich jsou projekty Sprinter nebo Marlin.
Jenom díky správně nastavenému firmwaru totiž dosáhnete nejlepší možné kvality tisku – ta se totiž v případě open-source tiskáren různí. Průša Mendel Iteration 3 je optimalizovaná pro výšku vrstvy 0,3 milimetru, existují ale i varianty, kde se výška pohybuje v hodnotách menších než desetina milimetru.Vše záleží na kvalitě extruderu, vyladěném firmwaru a správně nastaveném ovládacím softwaru.
Pro řízení procesu tisku a nastavení jeho rychlosti používají open-source 3D tiskárny software Slic3r a Print Run. První z nich musí zamýšlený 3D model vrstvu po vrstvě přeložit do G-kódu, který mimo tiskárny pohání třeba i obráběcí a CNC stroje. Print Run potom kód odešle přes sériové rozhraní tiskárně. Na možnosti ovládacího softwaru se ale podíváme až v některém z dalších dílů tohoto seriálu.
