150 штук за 15 минут

Уточню, за 15 минут рабочего времени. И чтобы сразу загасить языки холивара, процитирую Трудовой кодекс: рабочее время - время, в течение которого работник … должен исполнять трудовые обязанности. Именно столько и потрачено рабочего времени на печать партии из 150 клипс, материал АБС. Перефразирую Ильфа и Петрова: FDM-принтер — не роскошь, а средство производства! Причем производство с конкурентными ценами.

Конечно, времени ушло больше, но по вполне экономическим соображениям. Ведь важно не только эффективно использовать рабочее время, но и станочное. В результате оптимизации G-кода, режимов ПИД-регуляции удалось снизить цикл одного изделия с 85 до 41 минуты! Были убраны странные холостые перемещения, оптимизированы переходы между зонами печати и печать самих зон. Дело в том, что изделие тонкостенное, а слайсер по другому видит его печать. При этом время печати мало отличается от вида слайсера.Конечно, это не было бы возможно без нашего стола BlackRussianBed. Для фиксации изделия не надо тратить драгоценные продукты типа пива или мёда, а съем изделия происходит благодаря матушке Природе, как говорят наши заморские друзья, которая нам подарила разные коэффициенты теплового расширения для разных материалов. О самом столе можно более подробно узнать здесь.

В ходе оптимизации изменяли и настройки принтера. Стандартно, принтер перед каждой печатью проводит обмер стола по оси Z. Это тоже время. Установили период через каждые 10 изделий. Разброс калибровки небольшой и, по нашему мнению, — это пыль. Можно было бы еще больше сократить количество калибровки, но решили не рисковать. Да и резкое изменение данных калибровки — один из способов обратить внимание оператора на принтер. Калибровка производится без контакта, оптическим способом.

Цикл печати представляет собой следующую последовательность:

• Установка стола на принтер — один раз за печать всей партии или если надо было снять в процессе, чтобы почистить;
• Нагрев до рабочей температуры стола и хот-энда;
• Калибровка стола по оси Z — каждые 10 изделий;
• Печать изделия;
• Остывание стола до температуры отслаивания изделия;
• Сброс готового изделия и переход на п.2 или п.1, если стол загрязнён и его чистили.
  
  

В установе стола нет ничего интересного. Просто положить его на магнитные опоры и подключить разъем. Если, конечно, мимо никто не проходил и не трогал подключение принтера к розетке. Дело в том, что наш Франкенштейн скорее испытательный стенд, чем готовое изделия. А поскольку для питания стола используется ТТ реле, то один из проводов питания стола всегда соединен с сетью. По своей сути, ТТ реле прерывает только один провод питания и это должна быть фаза, чтобы было всё безопасно. У нас это делается правильным втыканием вилки в розетку. Но поскольку в цеху никто не ходит и ничего не трогает иногда получается вот такое кино.Проблема решается достаточно просто, установкой обычного реле, которое размыкает два провода. Благо ток маленький, меньше 3 ампер. Это может быть и обычное электромагнитное реле, но и реле двух состояний. Последнее отличается тем, что использует напряжение только для переключения и сохраняет своё состояние при отключении питания. Но и стоят они достаточно дорого.Время нагрева стола и хот-энда близки по времени, почти ноздря в ноздрю. Проблема в следующем. Как не мудрили с ПИД-ом, мы не смогли сделать на хот-энде такую же стабильность температуры, которую демонстрирует стол. Хотя ответ на поверхности. Удельная мощность стола (ватт на массу нагреваемых частей) в разы выше хот-энда. Владельцы спорткаров меня поймут.Калибровка по Z-оси проводится по 4-м точкам и хранится в EEPROM. Опыт показал, что конструкция стола получилась удачной своей геометрической стабильностью. Даже при двухсуточном отключении разница между точками «до» и «после» в пределах микрон. Как уже отмечалось, калибровку повторяли через каждые 10 изделий. По самому датчику калибровки писать не буду — нет коммерческого варианта. Сама печать ни чем не отличается, поэтому что-то особенного о ней сказать нечего. Скорость печати можно было бы увеличить, но дрыгостол, он и есть дрыгостол, его инерционные характеристики и ограничивают рост скорости печати.По окончании печати, печатная головка становится над изделием и охлаждает его своим вентилятором. Это самый долгий технологический простой в процессе. Для его сокращения можно сянть стол с готовым изделием и поставить уже нагретый, но для этого нужен робот, которого нет. Как видно из графика, время нагрева стола в промежутках между циклами меньше.После того, как изделие отслоится от стола, оно сбрасывается в корзину, которая на первом фото статьи. Сам процесс на видео.

Подытожу. Этот экспириенс (о, я новомодно выразился!) продемонстрировал возможность производства мелкосерийной партии пластиковых изделий по вполне конкурентной цене. Печатные фермы наступают! Для меня это очевидно, а для вас?