while software engineer meets 3d printer

當軟體⼯工程師遇上    3D  印表機的那些事？  

ben6  2013-­‐11-­‐12  

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–  SoXware  Wri1ng  over  10+  years  

h-p://about.me/ben6  

Agenda  

• 為什麼⾃自組  3D  印表機？  • 軟體⼯工程師遭遇3D印表機  

– 前置準備⼯工作  – 組裝過程的那些事  – 後置軟體校正與使⽤用  

• 進⼀一步的⼩小改造  

ben6  Maker  

Agenda  

• 為什麼⾃自組  3D  印表機？  • 軟體⼯工程師遭遇3D印表機  

– 前置準備⼯工作  – 組裝過程的那些事  – 後置軟體校正與使⽤用  

• 進⼀一步的⼩小改造  

ben6  Maker  

為什麼⾃自組  3D  印表機？  

ted.com/talks/dale_dougherty_we_are_makers  

SoXware  Engineer  ==  Maker?  

其實軟體⼯工程師也是⼀一個⼤大  maker，  每天寫⼀一堆不⾒見得有⼈人⽤用的程式和Bugs  

Why?  

 當軟體⼯工程師做多了看不⾒見的東⻄西，  想做點看的到、摸的到的物品。  

“軟體工程師的創造力不該局限在電腦之中。”  -­‐  ben6  

Make  

第一次看到  3D  印表機覺很有興趣，但那時

購買方式都要從國外，

不太方便。  

3D  印表機真實相遇的偶然  

今夏，偶然的機會在  Fablab  Taipei  接觸到一群  maker 中的 3D  printer  maker。  

何不買成機呢？  

 •  成機貴三～五成  （＄＄＄）  •  既然有全部開源的  reprap  kit，何不多學⼀一點呢！  

RepRap.org  

3D  印表機 v.s.  萬物我有  ?  

道⽣生⼀一，⼀一⽣生⼆二，三⽣生萬物  -­‐  ⽼老⼦子・四十二章  

以我而言，⾃自組  3D  印表機，能衍⽣生出另⼀一3D印表機、CNC雕刻機等等，以及其他各式各樣的列印模型成品。  

等於⼀一機在⼿手，萬物我有。  -­‐  ben6  

Agenda  

• 為什麼⾃自組  3D  印表機？  • 軟體⼯工程師遭遇3D印表機  

– 前置準備⼯工作  – 組裝過程的那些事  – 後置軟體校正與使⽤用  

• 進⼀一步的⼩小改造  

ben6  Maker  

前置準備⼯工作  

•  必要工具及小零件  

•  檢查零件清單  

•  電機先期測試  

必要工具  

必要工具  

必要工具  

選購工具  

無線電動工具  

讚！  

小零件  

檢查零件清單  

電機先期測試  確認電機零件沒有損壞      

電機先期測試  X  Y  Z  

E  

X  Y  Z  

光學開關  Endstops  

12V電源  

printrun  

M119  指令 取得目前 EndStops  狀態  

printrun  

測試X,  Y,  Z  軸動作正常，依序用  0.1,  1,  10  E  擠出機測試  

X  

Y  

Z  

E  

Agenda  

• 為什麼⾃自組  3D  印表機？  • 軟體⼯工程師遭遇3D印表機  

– 前置準備⼯工作  – 組裝過程的那些事  – 後置軟體校正與使⽤用  

• 進⼀一步的⼩小改造  

ben6  Maker  

組裝過程的那些事

•  電機測試  – 杜邦端子線  – 近接開關銲接  

•  機構組立  – 先組Z  軸主體，  – 再依序組Y、X軸平台  

•  整機  – 上電機  – 理線

杜邦端⼦子線

杜邦端子線  1   2  

杜邦端子線  1   2  

3   4  

杜邦端子線：壓線  

端子金屬切齊邊緣  

近接開關  

光學開關  接觸式近接開關  

V  電源輸入  

S  信號輸入  

GND  

近接開關與熱縮套管  

•  不小心，線斷了；馬達跑過頭，撞車。  

熱縮套管  

電壓調整  

電壓錯誤會造成電流過小，馬達可能發生抖動或其他異常問題。        

220v  à  115V  

 P  =  I  *  V  

銲接夾台  

電源線  

電源線  

電源線  

燒寫軔體 Marlin  

h-ps://github.com/ErikZalm/Marlin  

Firmware    韌體不要燒錯設定，錯了就燒加熱頭（⼀一組⼀一仟多  …  我招認，不⼩小⼼心燒了⼀一組  ＠＠）  

機構組立  

機構組立  

紙張記得撕，會影響機構公差  

機構組立  

機構組立  

8mm  鍍鉻光軸  搭配直線軸承使用  

牙桿（或稱牙條）  除滾珠螺桿外，更

經濟的選擇  

Prusa  i3機構校正板  

特別感謝      

Sega  Liu  學⻑⾧長的創意  Robert  Luo  協助繪製  Fablab  Taipei協助切割  

非常重要的一個工具  

主體機構  

LM8UU  直線軸承  

•  安裝前，先上黃油  –  裝上黃油後，從外面是餵

不進去的。  

•  安裝時，小心滾珠

掉出  –  請與光軸直直的，小心輕

輕壓入。  

機構組立  

螺絲固定  螺絲固定劑(可拆卸)  

確定不會再拆，可以買永久固定的版本  

螺絲固定  

最少要上四個地方，螺絲固定劑  

PS：如果你會時常搬移到遠處，  藍色長方體列印件上的螺母最好也用膠固定它。  因為太頻煩的震動，它會掉不見喔！（>.<  我

的i3  有掉，但有檢回來）  

機構精準度的問題  

•  早期投⼊入校正會⽐比後調校⼤大誤差，付出⼼心⼒力成本⼩小很多。  

   •  校正ing  

– X,  Y  水平度  – 擠出機進料    （根據線材會有所不同）  

理線  

•  避免卡到作業路徑  

•  方便查線

•  整齊美觀  

加上電機  

試印第一個粗劣小方格  

A4988  電流調整鈕  

參考朋友這篇：設定4988步進⾺馬達驅動板電流上限  

Agenda  

• 為什麼⾃自組  3D  印表機？  • 軟體⼯工程師遭遇3D印表機  

– 前置準備⼯工作  – 組裝過程的那些事  – 後置軟體校正與使⽤用  

• 進⼀一步的⼩小改造  

ben6  Maker  

Prusa  i3  規格  

•  列印範圍:    – 200  x  200  x  180  mm  

•  線材線徑:  1.75mm  •  噴嘴⼝口徑:  0.4mm  •  列印層厚:    

– 0.05  ～  0.3mm    

•  使⽤用線材:  PLA  試過  0.4mm  也ok!  

資料來源：  www.taiwan3dpmaker.com  

後置軟體校正與使⽤用

•  機構潤滑  

•  物品粘著度  

•  校正擠出機的步進距離  

•  校正小方格  

機構潤滑  

PLA  機構潤滑  金屬承軸機構潤滑  

物品粘著度  

3M  2090遮蔽紙膠帶3/4吋  口紅膠  

固定強化玻璃：長尾夾  

別傻了！快亁膠是粘不住的。  

線材  PLA  1.75mm  

WIKI:  聚乳酸Polylac1c  Acid或Polylac1de，縮寫：PLA)  

擠出頭模組先期校正  •  加熱頭先不要安裝⾄至擠出頭模組  •  校正擠出頭的出料⻑⾧長度  •  ⽤用尺量實際出料⻑⾧長度是否符合軟體的設定。  

Printrun  

3D  列印軟體流程示意  

SketchUp  

OpenSCAD  

Slic3r  Export  STL  

file   Gcode  file  Print  on  

3d  printer    

Repe1er-­‐Host  Mac  0.56    

3D  構圖工具  

Repe1er-­‐Host  Mac  0.56    

•  整合  slic3r  切片軟體  

•  列印控制介面  

Slic3r:  切片  

Slic3r:  產生  G-­‐Code  

校正15x15mm小方格  

列印中空15x15mm小方格  

連線與列印  

Connect  -­‐>  Run  -­‐>  Print  Panel  

1  3  

注意列印狀況  2  

校正小方格  •  校正  (mm)  •  長 左  14.95    中間  14.93  右  14.98  •  寬 前  14.98    中間  14.89  後  14.96  •  高 14.94  ~  14.96  •  厚度  

–  0.38  ~  0.43  

•  15  /  14.95  *  0.98  ==    0.98327759197324      

SketchUp  

•  簡單易上手  

•  跨平台  

•  可使用  Python  Plugin  擴充功能  

•  STL  Plugin  

OpenSCAD  

•  用程式直接畫3D圖  •  例如：畫手調螺母，

可調整大小，孔徑參數，立刻重新輸出新的檔案。  

行動收納  

離線列印  

•  使用SD卡：G-­‐Code  檔  

離線列印  

1   2  

3   4  

Agenda  

• 為什麼⾃自組  3D  印表機？  • 軟體⼯工程師遭遇3D印表機  • 進⼀一步的⼩小改造  

– 線卷溜冰篇  – 冷卻風扇篇  – 線槽篇  

ben6  Maker  

把線卷，穿上溜冰鞋  

不想再拉線了    (>.<)  

把線卷，穿上溜冰鞋  

上色，白板筆是  你的好朋友  

Agenda  

• 為什麼⾃自組  3D  印表機？  • 軟體⼯工程師遭遇3D印表機  • 進⼀一步的⼩小改造  

– 線卷溜冰篇  – 冷卻風扇篇  – 線槽篇  

ben6  Maker  

⼩小改造：冷卻風扇  

•  改造目的  – 加速冷卻，列印更平滑  

•  問題  – 容易鬆動  – 第二步改造：加裝手動旋鈕    

⼩小改造：冷卻風扇  

⼩小改造：冷卻風扇  

安裝獨臂風扇  

雙風扇連接板  

Eagle  

Prusa  i3  雙風扇版  

Agenda  

• 為什麼⾃自組  3D  印表機？  • 軟體⼯工程師遭遇3D印表機  • 進⼀一步的⼩小改造  

– 線卷溜冰篇  – 冷卻風扇篇  – 線槽篇  

ben6  Maker  

活動線槽  

活動線槽  

給  X  軸使用的好物，不過真得太花時間了，一個20分鐘，列印速度放

慢才能印漂亮。  

特別篇：iPhone  手機  DIY  架  

簡報照片由它協力拍攝的  

特別篇：小零件不求人  

目前印過最小的物品  孔徑  3mm  客製化長度塑膠銅柱  

更便宜的3D印表機  除了講者使用的 Prusa  i3  

100  美金的  3D  印表機  

•  Soruce  from    ar1cle  100-­‐3d-­‐printer  

為什麼至少要  USD$100？  因為 Arduino  相關的驅動板大約就

要這個金額。  

4000  元的3D印表機  •  Tinyboy  Project  

–  h-p://blog.1nyboy.net/    

•  不過要有雷射切割機來切壓克力  

•  COSCUP  2013  從「⼩小」投⼊入⽴立體打  

結語  

•  組裝第一台有人帶是最幸福的  

•  列印物品質，⼀一切與數字有關  

•  3D列印是個大坑，無誠慎入！！  

“今天，3D  列印了沒？”  

ben6  Maker  

Q＆A  

?  

ben6  Maker  

References  

•  RepRap.org  •  Taiwan  3D  Prin1ng  Facebook  社群  

•  Reprap.taipei  社群  

•  Fablab  Taipei  •  設定4988步進⾺馬達驅動板電流上限  

•  taiwan3dpmaker.com