Gibt es einen definitiv skalierbaren 3D-Drucker?
Ich habe Beispiele von chinesischen Unternehmen gesehen, die ganze Häuser drucken, und ich bin gespannt, welche Drucker / Filamente für (sehr) große Druckaufträge vorgesehen sind (oder zumindest in der Lage sind).
Da die meisten Hobbydrucker Hunderte von Stunden für etwas benötigen, das noch in unseren Händen gehalten werden kann, bin ich gespannt, ob es Designs für Drucker gibt, die Material mit einem leicht skalierbaren Druckbereich effizient extrudieren sollen.
Open Source / Free ist vorzuziehen; Obwohl ich an allen existierenden Designs interessiert bin , einschließlich Werbung.
Antworten:
Eine große Herausforderung bei der Vergrößerung (oder Verkleinerung) besteht darin, dass nicht alle Eigenschaften oder Merkmale linear skaliert werden.
Stellen Sie sich einen trivialen Fall vor: einen kleinen Würfel. Wenn Sie die Größe verdoppeln, haben Sie die Oberfläche vervierfacht und das Gewicht vervierfacht.
Wenn Sie ein 3D-Druckerdesign in Desktop-Größe verwenden und nur die doppelte Größe verwenden, wiegt es achtmal so viel. Aber alle Schrauben, die es zusammenhalten, sind nur viermal so stark. So sind tragende Schrauben effektiv doppelt so stark belastet (pro Querschnittsfläche); Der genaue Faktor hängt von vielen Faktoren ab (Orientierung, Hebelwirkung usw.).
Wenn Sie um das 10-fache skalieren, sind sie möglicherweise 10-mal stärker belastet und schnappen wahrscheinlich.
Viele, viele Teile haben ähnliche Probleme: Antriebsriemen, die doppelt so breit und doppelt so dick sind, haben immer noch die Hälfte der (relativen) Festigkeit - und Steifheit, die die Motoren überwinden müssen.
Die Schrittmotoren müssen sich um das 8-fache des Gewichts bewegen, und Sie möchten, dass sie sich viel, viel schneller bewegen. Stepper verlieren jedoch an Drehmoment, wenn Sie sie schneller drehen.
Mein Hauptdrucker ist so ziemlich ein MendelMax 2, aber die Y-Achse ist ungefähr sechsmal größer (X und Z sind normal). Bei MM2 bewegt sich die gesamte Build-Plattform entlang Y - bei meinem Drucker wiegt sie weitaus mehr als bei einem MM2 mit normaler Größe - sie ist nur aufgrund der Größe sechsmal so groß wie die Masse, außerdem muss sie viel steifer sein, um ein Durchhängen zu vermeiden Entfernung. Ich ging zu einem größeren Motor, der aber die Achse kaum bewegen konnte. Ich habe es schließlich dazu gebracht, sich mit ziemlich normaler Geschwindigkeit zu bewegen, aber um lange Objekte zu drucken, sollte es wirklich ungefähr sechsmal schneller sein.
Das würde einen erstaunlichen Motor erfordern - und eine wirklich große Elektronik, um ihn anzutreiben.
Eine weitere Herausforderung ist das Druckmaterial - PLA-Fasern mit einem Durchmesser von 20 mm wären wirklich beeindruckend, aber etwas schwer zu finden, und eine Spule wäre schwer zu heben. Die Kraft, die benötigt wird, um es schnell genug zu schmelzen, wäre ebenfalls beeindruckend. Brücken- und Hausdrucker, die ich in Berichten gesehen habe, verwenden gepumpten Beton durch eine etwa 100 mm breite Düse (ich habe keine Ahnung, woraus die Düse besteht, um dem Abrieb standzuhalten). Sehen Sie, wie dieser riesige 3D-Drucker ein Haus baut, um coole Bilder und Videos zu sehen.
Das Skalieren ist ein faszinierendes Projekt - aber es ist schwieriger als es aussieht.
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Wenn ich Ihre Frage richtig verstehe, klingt es so, als würden Sie irgendwo im RepRap- Bereich suchen . Die RepRap-Community ist hauptsächlich für den Boom des 3D-Drucks für Verbraucher in den letzten 10 Jahren verantwortlich, und das liegt höchstwahrscheinlich daran, dass es sich um Open Source handelt . RepRap-Designs sind größtenteils dynamisch (und die meisten Teile können in 3D gedruckt werden), sodass Sie theoretisch einen größeren Rahmen für Ihre Maschine erstellen und eine Slicing-Engine verwenden können, mit der Sie das Build-Volumen einstellen können. Ich glaube, mit Slic3r können Sie den Build-Bereich anpassen, bin mir aber nicht sicher.
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Soweit ich weiß, sind derzeit alle "3D-Drucker", die Häuser, Brücken usw. drucken können, experimentelle Modelle (und manchmal sehr aufwändige Kunstprojekte) - sie existieren nur als einmalige Kreationen Als Proof-of-Concept kann dies gezeigt werden.
Vielleicht haben einige dieser Projekte ihre Pläne und ihren Code veröffentlicht, aber sie sind nicht für die Massenproduktion oder den allgemeinen Gebrauch konzipiert. Selbst wenn Sie es schaffen, eine weitere Kopie davon zu erstellen, kann wahrscheinlich genau das gleiche Projekt gedruckt werden, das das Original gedruckt hat.
Sie haben speziell nach Geschwindigkeit, Material und Baufläche gefragt:
Geschwindigkeit: Die Geschwindigkeit hängt wirklich von der Größe der Düse des Druckers ab. Der typische Desktop-Drucker verfügt über eine 0,4-mm-Düse. Wenn Sie diese durch eine 1-mm-Düse ersetzen, ist der Drucker ungefähr doppelt so schnell (1,25 Düsenfläche gegenüber 3,14 Düsenfläche, vorausgesetzt Sie haben ein Hotend für größere Düsen, die den Kunststoff schnell genug schmelzen können.
Jetzt verwendet der "Hausdrucker" kein Standard-Desktop-Hotend (siehe Material unten) und Gebäude haben keine feinen Details, sodass Sie den Kopf viel größer machen können.
Soweit ich weiß, sind die frühen Prototypen jedoch immer noch viel langsamer als herkömmliche Konstruktionsmethoden.
Material: Häuser bestehen normalerweise nicht aus Kunststoff. Die mir bekannten Drucker verfügen über Schweißgeräte anstelle eines Hotends und extrudieren Stahl
Es gibt wahrscheinlich andere Methoden, aber ich wette, alle verwenden typische Baumaterialien wie Stahl und nicht Thermoplast.
Größe: Und zu guter Letzt ist es offensichtlich nicht praktikabel, einen Drucker mit einer Plattform in Hausgröße zu bauen. Die Hausdrucker sind eigentlich relativ kleine Roboter, die über das Bauprojekt fahren, Material zurücklassen und dann zum Drucken über die vorherige Schicht klettern der nächste Teil.
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