Ящик мечты с произвольной конфигурацией

В своей предыдущей статье я рассказал как создлал "ящик мечты" для всякой мелочёвки. Для болтиков, гаечек и прочей мелкой ерунды такие ящики подходят просто идеально. Но когда я попытался разместить в своём ящике всякую мелочь от 3D-принтера у меня ничего не получилось. Что-то не помещалось, что-то наоборот болталось в ячейках. Ерунда, подумал я! Что мне стоит нарисовать ещё один вариант расположения перегородок?! Но блин, это что - под каждую задачу придется всякий раз рисовать новый ящик? Я же ленивый, запала надолго не хватит! Надо что-то придумать чтобы раз и навсегда решить эту проблему.

Из головы не выходил проект Gridfinity с фингиверса. Я с самого начала хотел его распечатать, но не стал этого делать - уж больно много на него нужно филамента. Да и по времени он печатается очень долго. Но именно из этого проекта я решил позаимствовать основную идею - съёмные вставки произвольной конфигурации. С помощью фрикада объединил идею со своей моделью ящика.

Скажу сразу, с Gridfinity моя реализация ничего общего не имеет. Вот основные различия:

• В проекте Gridfinity основной упор делается на то, что это система хранения. Вставки можно легко использовать как отдельные ёмкости, а "сетка" позволяет их просто упорядоченно хранить. Они легко снимаются, а для надежной фиксации используются магниты. В моей же реализации использование съёмных вставок - это лишь способ произвольно сконфигурировать внутренности ящика под конкретную задачу. Вставки плотно входят в посадочные места и крепко в них держатся.
• Второе важное отличие это размеры ячейки. В своём варианте я сделал ячейки кратными двум сантиметрам. Это позволяет создать практически любую конфигурацию ящика под любые требования.
• Ну и третье отличие - расход материала. Вставки в моей реализации печатаются толщиной в один периметр, поэтому на них тратится очень мало филамента. В результате по себестоимости новый вариант ящика получается ничуть не дороже тех, которые я выкладывал ранее.

Сначала были нарисованы и распечатаны несколько тестовых деталей.

Крышка и дно сразу получились идеальными, а вот со вставками пришлось немного повозиться чтобы найти оптимальные параметры печати. Я хотел печатать вставки в режиме "вазы" чтобы на поверхности отсутсвовал шов и они были крепче. Но из-за сложной конфигурации дна это не получилось реализовать. Также при использовании этого режима было бы невозможно печатать несколько деталей одновременно. Поэтому пришлось эту идею отложить. В итоге оптимально получилось печатать со следующими параметрами:

• Сопло 0.4
• Ширина всех периметров и заполнений 0.8
• Толщина слоя 0.3
• Количество нижних слоёв 2
• Количество верхних слоёв 0
• Количество периметров 1
• Заполнение 0%
• Скорость 80 мм/с
• Охлаждение 50%
• Угол печати мостов 45 градусов
• Коэффициент подачи при печати нависающих периметров 1.5

Я буду стараться по ходу статьи подробно рассказывать о подводных камнях и особенностях для тех, кто захочет распечатать себе такой ящик. Здесь со всеми параметрами более менее понятно, но про мосты расскажу подробнее. Обычно  в слайсере угол печати мостов установлен 0 градусов. И при нарезке в очень важном месте соединения ячеек между собой будет печататься длинный мост.

Это не очень надежный вариант, поэтому нужно установить угол 45 градусов чтобы крепко зафиксировать ячейки между собой.

Ну а коэффициет подачи пластика при печати мостов нужно увеличить до 1.5 чтобы пластик полностью закрыл все щели.

Также стоит сказать о скорости печати. Дело в том, что при ширине периметра 0.8, толщине слоя 0.3 и скорости 80 мм/с экструдер давит пластик с бъёмной скоростью выше 17 мм^3/с.

Обычный Е3D V6 может обеспечить лишь 14 мм^3/с. Поэтому если у Вас низкопроизводительный экструдер нужно понизить скорость печати. Иначе будет недоэкструзия. Я вообще настоятельно рекомендую указать в слайсере максимальную объёмную скорость Вашего экструдера в настройках печати для того чтобы слайсер сам мог понизить скорость когда это требуется. Сделайте это один раз и забудете о проблеме недоэкструзии при неоптимальных параметрах печати.

Вставки распечатанные с перечисленными выше параметрами получились крепкими, при этом очень лёгкими. Раз решение найдено печатаем корпус целиком. На этот раз использую красный PETG от Некрасовского полимера (нет, мне Юнах Анатолий денег не платит, просто я купил много этого пластика на распродаже и теперь пробую разные цвета :-D). В инструкции сказано что его нужно просушить. И в инете пишут что производитель пластик не сушит для удешевления. Но блин - сколько времени нужно это делать? Я сушил его два раза два дня подряд часов по 4-5 при температуре 55 градусов, но у меня так и не получилось его высушить. Эуструдер при печати потрескивал, а на поверхности деталей образовывались характерные дефекты. Но я не стал останавливать печать, так как на лицевых поверхностях соприксавшихся со стеклом этих дефектов не видно, а внутри будет другой пластик. По итогу могу сказать что фаворитом у меня всё равно остается серый пластик этого производителя, но этот тоже неплох. Надеюсь я когда-нибудь всё же его высушу.

Параметры печати корпуса подробно расписаны в предыдущей статье, но ещё раз повторю: ширина всех периметров 0.4, ширина нижнего и верхнего сплошного заполнения 0.6 или даже 0.8 для ускорения печати, количество периметров 3, толщина слоя 0.3, скорость 80 мм/с. Вес корпуса получился без малого 260 грамм.

Пробую разместить тестовые образцы - сели идеально, держатся крепко. Ну а на фото, на верхнем сплошном слое красного корпуса, видны дефекты печати недосушеным пластиком.

Распечатал первую вставку. Она длинная 10х2, так как здесь будет лежать пинцет и щётка для сопла. Для вставок использую белый PETG от Sweet3D. Хороший пластик, мне понравился. Поразила идеальная намотка. На значительно более дорогих пластиках такую намотку не часто встретишь. Кстати, ещё такую идеальную намотку видел у недорогого Kremen.

Дальше печатаю вставку для нагревателей. По размерам нужна 5х4. Вот какая она лёгкая получилась. Пластика расходуется очень мало.

Идеально получается! Продолжаем! Нужны отсеки для термисторов и крупных деталюх типа радиаторов. Печатаю ещё одну вставку 5х4 и одну 5х2.

Вот сколько весит секция 5х2.

Вставляем секции в корпус. Внимательные читатели заметят что я развернул первую секцию 5х4 чтобы поставить новые. Да, теперь чтобы изменить конфигурацию достаточно всего пары секунд!

Серые тестовые образцы ячеек я решил выкинуть, а вместо них поставить ячейки для сопел. Я не могу сказать что у меня их много, но есть чуть-чуть. И они разные. В основном я печатаю 0.4, но для печати плафонов покупал 0.6, 0.8 и 1.0, а чтобы побаловаться покупал ещё 0.2. Плюс ко всему раньше я печалал на E3D V6, а потом заменил его на вулкан. Поэтому разных видов сопел набралсь много. Всё вместе не хочется перемешивать, хочется каждый вид в отдельую ячейку определить. Поэтому рисую маленькие ячейки 2х1. Ещё бы подписать эти ячейки - вообще было бы идеально! Чтобы не усложнять себе жизнь я просто выдавил в слайсере текст на боковой поверхности детали. Это оказалось максимально простым и в то же время эффективным решением.

Отмечу ещё один технический момент. При нарезке слайсер определил мосты на символах (выделены синим цветом). А так как мы в настройках изменили угол печати мостов с 0 на 45 градусов, у нас эти места распечатаются волнами. Да ещё и коэффициент эуструзии при печати мостов мы установили 1.5, поэтому волны получатся жирными. В принципе ничего страшного, но в идеале нужно добавить модификатор в той области где размещен текст, в котором нужно снова вернуть угол печати мостов 0 градусов и коэффициент экструзии 1.

Получившийся текст прекрасно видно! Теперь осталось добавить отделы для роликов, носков и башмаков :-)

Когда всё пространство было заполнено меня немного смутила самая первая длинная вставка. Как я писал ранее она предназначалась для пинцета и медной щетки.

Но эти два инструмента настолько часто мной испольуются, что практически всегда должны быть под рукой. Поэтому я решил заменить длинную секцию на одну 2х6 и две 4х4. Вот что в итоге получилось.

Теперь я со стопроцентной уверенностью могу сказать что у меня наконец получилось создать идеальный "ящик мечты", который будет ещё не раз мной распечатан! На очереди огромные залежи ардуин и сопутствующих деталюх, которые уже давно не помещаются в коробки. Естественно, для всего этого потребуется не один ящик, да и будут они более вместительные по глубине, но это будут именно эти ящики!

Модели с исходниками для FreeCad я выложил здесь.

В самом конце хочу рассказать как легко рисовать вставки, если Вам не хватит тех что нарисовал я. Всё что написано ниже будет интересно и полезно только тем, кто решит доработать модель. Итак, создаем новую деталь, в которой создаем новый скетч на плоскости XY. В этом скетче рисуем прямоугольник по размеру вставки. Размеры его вычисляются как количество ячеек * 20 мм - 0.2 мм. Т.е. если Вам нужна вставка 3х2 нужно нарисовать прямоугольник со сторонами 59.8х39.8 мм.

Далее выдавливаем этот скетч на высоту 24.9 мм.

На той грани из которой мы выдавили деталь создаем новый скетч

В этом скетче рисуем квадрат со стороной 19.8 мм

Выделяем получившийся квадрат и создаем из него прямоугольный массив 3х2 с идентичным расстоянием по осям 20 мм

Дальше чтобы правильно спозиционирвать массив нужно выбрать две точки которые должны быть симметричны относительно центра координат. Самый простой вариант это вершины двух самых дальних квадратов (выделены зелеными на фото). Выделяем эти вершины и центр координат.

Выбираем ограничение симметричности и массив становится на своё место.

Закрываем скетч. На детали должен появиться наш чертеж.

Выдавливаем скетч на 1 мм и -35 градусов

Параметр в котором мы указали -35 градусов позволит сделать фаску на чертеже, чтобы при печати не было нависающих периметров. Меняя этот угол можно добиться того что вставки будут более свободно фиксироваться в корпусе. К примеру, при -35 градусов они держатся плотно, при -40 будут дерджаться свободнее, а при -30 их скорее всего будет трудно воткнуть.

Далее выделяем все получившиеся поверхности ячеек

И выдавливаем их ещё на 3 мм. Всё! Вставка готова. Теперь её нужно экспортировать в STL и распечатать с указанными в статье параметрами. На создание любой вставки уходит от силы пара минут.