Pat a Mat staví 3D tiskárnu I: Jak nestavět rám

3D tiskárny dlouhou dobu šly nějak mimo mě a pořádně jsem ani nevěděl, co že to vlastně umí… Pak byla potřeba vyrobit prototyp nějaké plastové krabičky. Pak to vypadalo jako dobrý nápad. Pak jsem viděl pár tiskáren na veletrhu For Games v akci a začalo to vypadat jako ještě lepší nápad. Pak jsme jednu sestavenou pořídili. Pak mě napadlo, že bych si tu samou mohl postavit i doma a tehdy se to celé po..... :-) Pro stavbu existuje krásný, obrázkový, detailní návod, podle kterého pravděpodobně tiskárnu postaví i průměrně inteligentní šimpanz. Ale když má někdo obě ruce levé a nářadí dokáže skvěle akorát pojmenovat, stává se z toho adrenalinový zážitek na mnoho budoucích víkendů. 

Cílem stavby je tiskárna RebeliX, stejná, kterou jsem měl v rukou i složenou a funkční a bylo tedy podle čeho kopírovat. Konstrukčně vychází z tiskárny Rebel II s nějakými úpravami (jiný extruder, sjednocené rozměry rámů, tyčí, …). Na http://reprap4u.cz/ je k dispozici již zmíněný nádherný manuál, jak tiskárnu sestavit – tedy alespoň její mechanickou část, o elektronice se tam nic nepíše a tak daleko jsem se také ještě nedostal :-) Potencionální nevýhodou je, že narozdíl od Rebela, na RebeliX nejsou k dostání ke koupi hotové sety všech potřebných součástek za pár korun. A jelikož seznam součástek je asi na 2 A4, zábava začíná už jenom snahou všechno to sehnat. Ale zase má člověk alespoň šanci podporovat své oblíbené přepravní služby a udělat si hromadu pěkných výletů v brzkých ranních hodinách – ne jako když to trapně úplně všechno přijde v jedné krabici. Cílem následujících blogpostů tedy není říci, jak to postavit – to ostatně zmíněný návod řekne daleko lépe. Ale spíše říci, jak to nedělat, čeho se vyvarovat, co v návodu není zmíněno a zručně negramotný neandrtálec nepochopí a celkově od toho odradit všechny, kdo se na to necítí :-) Nuže, do toho!

Délka seznamu součástí byla natolik deprimující, že jsem se ani nesnažil sehnat vše dopředu a dělat to nějak za pochodu – ono se nějak lépe nakupuje, když už týden v pokoji zakopávám o kus hliníku, co zatím funguje jako nepraktické těžítko. Plastové součásti jsem vytiskl na dostupné tiskárně. Výkresové soubory jsou dostupné na zmíněném webu. Jediný problém, co se objevil je, že v souborech se nastavuje konstanta s velikostí děr na hlavičky šroubů. Jelikož jsem žádné šrouby v té době neměl, nechal jsem tam default. Ten se samozřejmě později ukázal jako moc malý. Zmíněný hliníkový plátek a desku 220×220×3mm jsem vyprosil ze zbytků. Jen hlinikový plátek neni hlinikový (ale shodl jsem se, že to zdroji vadit nebude) a deska nemá 3mm na tloušťku, ale 1mm, protože 3mm kovu mi přišlo vhodné na stavbu tanku, ale ne tiskárny. Deska vypadá jinak pevně – zatím… Jako první bylo potřeba sehnat hlinikové profily, osvědčil se eshop ehlinik.cz, kde si vyberu kombi stojku, do košíku si naházím rozměry co chci a ještě tentýž týden jsem se těšil z balíčku s profilama. K balíčku jsem měl akorát jednu výtku, kdy profily měly na sobě ještě špony po řezání a během přepravy to některé profily poškrábalo. Jak se ukázalo později, těhlech původních škrábanců si už teď nikdo nevšimne. Kdyby to někoho zajímalo, tak možná nebyl nejlepší nápad na profilech šetřit a koupit si eloxovanou verzi – nejspíš by na nich nebylo už z 20 metrů vidět, že je někdo něžně hladil kladivem. Aby bylo vůbec co kam montovat, bylo potřeba sehnat ještě spojovací materiál – šroubečky, matičky, … Toho je v seznamu součástek suveréně nejvíc. A moje představa, že to za večer koupím v blízkém hobby marketu, byla značně naivní. Po 2 hodinách štrachání v regálu jsem odešel s 10 pytlíkama (a tedy se skoro pořád neodškrtaným seznamem), šrouby jsem pro jistotu neodnes žádné, protože s plochou hlavou jsem nechtěl a jiné nebyly. Po návštěvě dalšího hobby marketu s podobnou úspěšností mě to přestalo bavit. Na dobrou radu se ukázalo jako lepší místo na nákup Fabory, kde jsem až na pár výjimek přinesl opravdu skoro všechno (pravda, hromada těch věcí nebyla takhle drahá ani v tom hobby marketu, ale nejspíš jsem za ty 2 pokusy už stejně projel víc benzinu). Některé věci mi stále ještě chybí a nebyly dosud potřeba, některé jsem si řekl, že nahradím – třeba že místo těch 14mm dlouhých šroubů koupím víc těch 16mm, protože 2mm je houby rozdíl. Mno… k tomu se ještě vrátíme :-) Tak, máme plastové díly, většinu spojovacího materiálu a hliníkové profily – čas zkusit něco postavit – třeba alespoň rám.

Stavba rámu dle návodu vypadala celkem jednoduše. Celý princip je v tom, že dovnitř profilu se strčí matka s límcem (což je jedna z těch věcí, co v hobby shopu člověk ani nekoupí), na profil se dá plastová součástka a zašroubuje se to šroubem. Beru do ruky profil a strkám do něj první matku, která bez problému zapadá do profilu. Druhé matce už musím trochu pomoci a třetí už celkem neúspěšně rvu násilím dovnitř. Tolerance velikosti zakoupených matek akorát balancuje na hranici toho, co se do profilu fyzicky vejde a co už ne – některé propadnou skrz jako nic, jiné tam člověk nenarve ani kladivem. Po mírné DoDo (dodělej doma) operaci pilníkem (na brusku nešahám, mohlo by to mít trvalé následky) dostávám nepadnoucí matky do stavu, kdy jdou do profilu namlátit alespoň kladivem. První stránky návodu říkají o tom, že je potřeba matky vložit do profilu. Splněno. Nicméně pozorný čtenář tuší, že v budoucnu nastává obrovská zábava, když je potřeba matky v profilu posunout na místo, kde doopravdy mají být – a to na některých místech ještě s dost velkou přeností, například u uchycení kovových úhelníků, které drží horní část rámu a nemůže tam být žádná mezera. A tady přesně vznikají ty nápadné hluboké rýhy v krásném hliníkovém profilu, když za pomocí kladiva a všeho dalšího po ruce se posouvá matka po milimetrech napříč celým profilem. Nicméně ne jenom násilnou migrací matek po profilu vznikají nápadité rýhy. Při nákupu šroubů zrovna M6 šrouby v délce 14mm v nabídce nebyly, zato 16mm verze ano. 2 milimetry se zdály býti dosti zanedbatelné – to přece v nejhorším jde upilovat pilníkem. Jak se ukázalo, všech 20 14mm šroubů přijde zašroubovat do profilu a pilovat každý z nich nevypadalo moc zábavně. Nastal další pokus – zkusit to tam našroubovat, jsou to jenom 2 milimetry. Hluboká rýha v prvním profilu dává jasně najevo, že i 2 milimetry mohou být zásadní. Nastává tedy další pokus – přidat pod hlavičku šroubu podložku navíc. Šroub sice potom trčí vysoce do výšky a kazí panoráma celé tiskárny, ale – co je hlavní – dá se zašroubovat. Pro změnu ovšem dochází M6 podložky, jelikož se jejich spotřeba najednou zdvojnásobila. Takže šup rychle do nejbližšího hobby shopu pro další podložky…

Spodní strana základny rámu s gumovýma nožičkama. Tady všechno zatím ještě vypadá tak, jak by to mělo být. To samé z druhé strany. Zde už lze pozorovat výrazně trčící šrouby nad rám, nadměrnou spotřebu podložek M6 a první praskající plastové součástky

Základna rámu taknějak drží pohromadě a na řadu přichází další plastové součástky. V těch následujících je jedna věc jinak oproti předcházejícím – je v nich díra, do které se má zapustit hlavička šroubu, kterým se přišroubovávají v profilu. A samozřejmě (jak jinak) se ukazuje, že moje šrouby mají lehce větší hlavičku, než je díra v plastové součástce. Hrubé násilí se zde ukazuje poměrně neefektivní – součástka se za hlasitého KŘUP rozlomí po vrstvě na dvě půlky. Aceton to spraví… Následně se nožem opracovává díra, aby se do ní šroub vešel. I tak mi prasknout asi další dvě součástky a přichází opět na řadu aceton. V současné chvíli se zdá (našel jsem i další kreativní způsoby, jak rozlámat plastové součástky), že aceton koupený původně na výrobu ABS džusu (jo, velká plechovka) padne celý na lepení zmršených součástek :-)

Vrchní část rámu a další praskající plastové součástky. Jedna z nich v průběhu další stavby tiskárny praskne asi ještě 2× na dalších dvou jiných místech. Aceton se stává mým nejlepším kamarádem :-)

Po několika dalších hodinách, litru prolitého potu a půl plechovky acetonu v čudu, rám tiskárny stojí a dokonce i celkem drží pohromadě. Jak se záhy ukazuje, není z nakoupeného materiálu už není moc co stavět a je potřeba sehnat zase něco dalšího. Vhodné pro pokračování se jeví hlazené tyče a lineární ložiska LM8UU. Objednávám zmíněné (o tom, že není ložisko jako ložisko někdy v druhém dílu) a jdu přemýšlet, co by ještě šlo uklohnit. U objednávání hlazených tyčí (konkrétně leštěná, broušená tyč 8mm z ferony) skřípu zubama poté, co se dozvídám, že se tyče kupují po dvou metrových kusech. Samozřejmě když délky 8mm tyčí v seznamu materiálu sečteme, dostaneme se na hodnotu 2 metry a 7 centimetrů. Ano, kvůli 7 centimetrům objednávám další dvou metrovou tyč… Po přemýšlení co by ještě šlo udělat dále listuji zuřivě návodem. Na několika místech se zatavují matky do plastových dílů – to jsem ostatně už jednou dělal na jenom nožem upravovaném dílu, který už je na rámu tiskárny. Tahle operace se povedla bez zranění. Snad až na díly heatbed nut – tedy točítka na matky, kterými se šteluje výška heatbedu. Zde při tisku měl slic3r zjevně nějakou dobrou náladu, protože narozdíl od všech ostatních otvorů na matky, kam se matka měla zatavovat, zde matka zapadla sama a tavit nebylo co. Bohužel stejně tak dobře i vypadla ven, což už úplně zamýšleno nebylo. Po chvíli zkoumání jsem vyndal ze šuplíku sekundové lepidlo, kterým jsem matky po okrajích zakápl. Jak se záhy ukázalo, moje sekundové lepidlo leptá ABS plast stejně úspěšně jako aceton… Ale co už, holt budou tyhle součástky o něco lehčí (a já budu mít na stole dekorativní ochranou vrstvu z ABS plastu). Po ověření, že matky v dílu jakžtakž i drží, je odkládám do pytlíku s ostatními věcmi a vyčkávám příjezdu hlazených tyčí.

A takhle nějak to vypadá po téhle akci. Ano, vypadá to větší, ale prakticky jediné co se stalo, že se předchozí části pár šrouby a kovovými úhelníky sešroubovaly k sobě. Nicméně zde se neochota matek pohybovat se v profilu podepsala nejvíc a tak na zašroubování těhlech pitomých pár šroubů padlo několik litrů potu, spousta nadávek a chuť stavět cokoliv dalšího :-)