3D printer nasıl yapılır. Kendin Yap!

Bu hafta 3D Printerlarla boğuştuk, nelerle karşılaştık, neler öğrendik elimizden geldiği kadar sizinle paylaşmaya çalışacağız.

3D Printer, veya herhangi kompleks bir makineyi yaparken işin çok önemli 5 aşaması var. Tasarımı ortaya çıkartmak, malzemeleri tedarik etmek, mekanik üretimi yapmak, elektronik altyapısını kurmak ve de en son olarak bu yapıya istediğimiz şekilde hareket verebilmek için yazılımla programlamak.
3D printerı basitçe anlatmak gerekirse, biraz silikon tabancası mantığında çalışan bir makine, sadece onun motorize ve akıllı hali diyebiliriz aslında.

Bizim yaptığımız makine Reprap tipinde bir makine. Makinelerin hareket eksenlerine ve çalışma şekillerine göre belli başlı tipleri var. Biz kendi tasarımımızı Reprap modelinin çalışma mekanizmasını baz alarak oluşturduk. Yapımında aşağıdaki linklerden bayağı faydalandık, sizlere de şiddetle tavsiye ediyoruz. Bütün ayrıntıları ve aşamaları bu linklerde detaylı bir şekilde anlatılıyor.
https://reprapbook.appspot.com/
http://reprap.org/wiki/The_incomplete_RepRap_Prusa_Mendel_beginner%27s_guide

Selamlar
Tasarımı yaparken özellikle kolay üretilebilir olmasını tercih ettim. Bir çok parça router da kesilecek şekilde tasarlandı. Bu yüzden genelde 2d kesitleri extrude ederek oluştu çoğu parça.

Makinanın bu versiyonundan beklentimiz estetik değildi. Biraz çirkin görünse de görevini yapması yeterli idi.
Proje STL Dosyası ve tüm çizimleri!
3d Printer için gerekli tüm çizim dosyalarını indirmek için tıklayın>>.
Kontrol paneli kullanmadık makinada. Genellikle bilgisayara USB ile bağlayarak makinayı çalıştırdık. Ancak siz kendiniz güzel bir ön panel yapabilirsiniz yeri var J
Profilleri 20×20 Aluminyum Sigma Profil kullandım. Kare somunlu bağlantılar yaptım. Profilin kanalının içerisine M4 Kare somunlar gömüp, bağlayacağımız parçaya 4.5 mm delikler açıp optimum cıvata boyunda M4 imbuslar ile bağlantılar yapıyoruz.
Makinanın extruder kısmındaki step motor-hobbed bolt dişli oranını 1 e 2,5 olarak yaptım.
Tasarımda en önemli noktalardan birisi, Hobbed bolt ile flamenti sıkıştıracak olan rulmanın birbirine değme açısı. Mümkün olduğunca extruder kısmını aynı tutmaya çalışın derim. Tecrübeyle sabittir.

Programda 3D Print yoluyla üretim ve standart imalat metodları arasındaki farkı anlatmaya çalıştım.Sistemin en trick parçası bence hobbed bolt kısmı. Bu kısmı elde üretiyoruz.

Lazım olan malzemeleri temin etmek aslında çok kolay. Sadece doğru malzemeyi doğru yerde aramak gerekir. Ve tabi çok önemli bir nokta olan doğru fiyata. Bit pazarları en verimli alışveriş ortamlarıdır. Ordaki insan renkleri alışverişinize renk katar. Neyi nerden en verimli şekilde temin edebiliriz..? Eğer planlanmış bir listeniz yok ise. Günün sonunda bitkin bir beden ve tamamlanamamış bir alışveriş listeniz olur..:(
Malzemeleri mümkün olduğunca eski hurda parçalardan elde etmeye çalışıyoruz. Ve hurdalıklar içine girdiğinizde bulucaklarınız lazım olmadığı halde. Bunu da alayım şurada kullanırım. Diyerek dünyayı alabildiğiniz yerler. Pazarlıksız olmaz tabi!

Hurdadan bulamayacaklarımızı ise dükkanlardan gidip alıyorum. Perpa benim AVM tercihim oluyor bu durumda. Ulaşımı kolay metrobüs kullanarak. Ve çok geniş bir alışveriş yelpazesi sahip.
Son olarak aldığınız malzemenin özellikle hasar göreceklerden yedek almanızı şiddetle tavsiye ediyorum!

İşin elektronik kısmı biraz karışık aslında, ama yapabildiğimiz durumlarda hazır sürücü ve kartlar kullanarak karmaşayı azaltmaya ve üretim zamanını kısaltmaya çalışıyoruz. Normalde çoğu zaman parçaları hurdadan buluruz veya kendimiz imal ederek yaparız. Bütün devreler ve sürücüler el ile de yapılabilir, fakat bu üretim süresini en az 5 katına çıkaracaktır. Zaman kıymetliyse zaman/para takasını doğru bir şekilde yapmalıyız. Örneğin bir step motoru çalıştırmak için sürücü devresini yapmak en az 45 dakikanızı alabilir. ULN2003a entegresi, voltaj regülatörü, koruma mekanizmaları ve microstep jumperları vs. Onun yerine hazır sürücü takarak çabukça makinemizi çalışır hale getirebiliriz. Fakat vaktiniz varsa mutlaka kendiniz yapın, biz de vakit buldukça yöntemleri anlatacağız.

Elektronik aksamda ihtiyacımız olan malzemeleri seçmek en az onların bağlantısını yapmak kadar önemli.

Bütün yazılım prototipleme kartımızın üzerinde olduğundan, onu aslında printerımızın beyni olarak da tanımlayabiliriz.

Mekanik kısımlar:

Fatih’in aşağıda verdiği dizayn dosyalarındaki parçalar. Biz bu parçaları kendimiz yaptık (extruder assembly, şase vs.), alüminyum bloklar, dişliler ve nozzle da dahil olmak üzere. Sizler yaptırabilir veya hazır alabilirsiniz. Gt2 kayışları printerlardan söktük, motor kasnaklarını işlettik. Vidalı milleri satın aldık kendimiz kestik.
Bunlara ek olarak motor bağlantıları için kaplinler, kayış gergileri ve vidalar için yaylar kullandık. Fatih ve Özkan detaylıca anlatacaktır.
***********
Elektronik aksam bağlantıları aşağıdaki şemaya göre yapılıyor. Bizde ekstra olarak kablosuz iletişim modülü de var, bağlantılarını da diğer şemada görebilirsiniz. Bu tip modüller için modülün RX girişine dirençlerle voltaj bölücü yaparak karta bağlantı yapmanız şiddetle tavsiye olunur, şemada da görünüyor.

Printerın yazılım kısmı işin önemli kısımlarından. Biz internetten açık kaynak kodlu yazılım kullandık ve istediğimiz şekilde modifiye ettik. Tasarladığınız printerın modeline göre bir yazılım kullanmak ve onu konfigüre etmek gerekiyor.

3D Printer yazılım dosyaları

Bizim kullandığımız yazılım –>> Marlin Firmware
Bunu printera atabilmek için de prototipleme kartımızın sürücü ve yazılımlarını bilgisayarımıza kurmamız, sonrasında içine atmamız gerekiyor. Kart için gerekli tüm bilgiler aşağıdaki linkte bulunabilir.
http://www.arduino.cc/
Bizim kullandığımız içinde kendi konfigürasyonumuz olan yazılım –>> Marlin_v1__full_raphic_lcd
Yazılımı çok genel hatlarıyla programda anlatmaya çalıştım.

Printer çalıştıktan sonra, onu kullanabilmek için 3D modellere ihtiyacımız olacak. Çoğu 3D modelleme programı printerımızın çalışacağı formatta çıktı verecektir. Genelde Max, SolidWorks vb 3D programlarından STL formatında çıktı alıp, Cura yazılımı ile printerın anlayacağı GCODE versiyonlara dönüştürerek kullanıyoruz.
CURA by ULTIMAKER–>>
https://ultimaker.com/en/products/software
Eğer hazır 3D modelleri basmak isterseniz aşağıdaki mükemmel siteden istediğiniz modeli beğenip basabilirsiniz.
http://www.thingiverse.com/

Bir diğer yöntem de telefonla tarayarak 3D model oluşturmak ve printera atmak. Onun için de aşağıdaki programı kullanabilirsiniz.
http://www.123dapp.com/catch
Printer bluetooth bağlantısını yaptıktan sonra uzaktan kontrol için(Android) Play Store’da Bluetooth Reprap diye aratırsanız, gerekli app karşınıza çıkacaktır.

PÜF NOKTALARI&DİKKAT EDİLMESİ GEREKEN KISIMLAR

ÖNCE İŞ GÜVENLİĞİ: Bunu ne kadar vurgulasak azdır. Bu tip projelerle uğraşırken çok dikkatli olmamıza rağmen ne badireler atlatıldı, o yüzden bize lütfen kulak verin. Elektrikle ve mekanikle uğraşırken pek çok yaralayıcı durumla karşı karşıya kalıyoruz. Mutlaka güvenlik önlemlerinizi alın. Gözlük ve eldiven ayrılmaz parçanız olmalı(eldiveni kaptırabileceğiniz durumlar hariç); ve de kesici, delici aletlere dikkat etmeniz gerekiyor. Bunlar yetmezmiş gibi, elektrikle de çok ama çok dikkatli çalışmak gerekiyor. Mümkünse asla yorgun, uykusuz veya etki altında ve de tek başınıza çalışmayın. O bir anlık dalgınlık en iyi ihtimalle projeyi uzun bir zaman geciktirecektir.
Vakit buldukça aşağıdaki önemli kısımları açıklamaya ve buraya eklemeye çalışacağım.Sizin de sorularınız olursa bize sosyal medya hesaplarımızdan veya yorumlar kısmından ulaşırsanız elimizden geleni yapmaya çalışacağız. Bir taraftan çekimler ve projeler devam ettiğinden çok zor oluyor, fakat biraz daha işler rayına oturup zaman yaratabildiğimizde bütün sorularınız için burdayız!

• Hobbed bolt ayarları & Step motor ayarları yazılımdan nasıl yapılır? Ayarları configuration.h dosyası içerisinden yazabilirsiniz. Aradığınız değişken DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT. Buradaki değerler makinenize göre hesaplamanız gereken değerler. Yani örneğin gt2 kayış kullandıysanız hatvesi 2mm dir ve 20 diş varsa toplam 40mm yol gider bir rotasyon için. Eğer microstep jumperlarınız takılıysa, ve sürücü destekliyorsa, 16x microstepping için ve 1.8 derecelik motorlarla (360/1.8)*16/40 sizin aradığınız değer olacaktır. Parantez içindeki değerler sırasıyla x, y, z ve extruder için. Biraz daha açalım: 20 diş kasnak, gt2 kayış ise steps per rev değerin 40mm demektir (gt2 hatvesi 2mm, 20lik kasnakta bir tam dönüş 40mm). Motorun standart 1.8 derece ise, 1 rev’de (tam dönüş) 360/1.8=200 step yapacaktır. 200 step normali, ama microstepping 1/16 ise, bunu 16 ile çarp. Yani 3200 step bir dönüş için. Bu durumda örneğin x için 3200 step/40 mm=80 axis step per unit oluyor. Burada DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT (x,y,z,e) gibi yerleştireceksin değerleri. Yani x ekseni, y ekseni, z ekseni ve extruder.
  
• Bluetooth modül programlama ve voltaj bölücü ile 3.3v logic Bluetooth bağlantısı aşağıdaki şekilde voltaj bölücülerle yapılacak. Bu voltaj bölücüler sayesinde 5v logic->3.3v loggic seviyesine indiriliyor. İhmal etmeyin, modülü bozarsınız. AT moduna alıp ayarlamanıza şu aşamada gerek yok aslında, Şu anda bluetooth aramasında istediğiniz ismi görmeseniz, ya da varsayılan 38400 Baud rate ile veri transferi yapsanız da pek bir şey farketmez diye düşünüyorum. Yine de programlamanın nasıl yapılacağına ilişkin şu linkten faydalanabilirsiniz. Bir tek dikkat etmeniz gereken nokta şu, aldığınız modülün üzerine iyice bakın, eğer küçük minicik bir reset butonu görebiliyorsanız, ona basarak AT komut moduna almanız gerek. Eğer o buton yoksa normal prosedür takip edilebilir.

• ABS-PLA farkı ve malzeme temin, evde filament yapımı, malzemeyi ısıtmadan extruderden çekmeye çalışmamanın gerekliliğiABS ve PLA’nın kullanım alanları ve işlenmesi biraz farklı. Sanayide kullanılan parçalar genellikle ABS’tir. Ama biz PLA öneriyoruz. ABS zararlı gazlar yayıyor ve solunması sağlığa zararlı. PLA organik malzemeden yapılıyor. En temel fark bu. Ancak yine de ABS kullanmanın gerekli olduğu yerler oluyor. Biraz tecrübe sahibi olduğunuzda ihtiyacınıza uygun malzeme kullanmaya başlayacaksınız. ABS için Heated Bed derecesi 90 ve nozzle ısısı 250 civarı olurken, PLA için bu değerler 60-220 gibi ayarlanıyor. Tabi bunlar sisteminize ve ortam şartlarınıza ve filamentinize göre farklılıklar gösterecektir. Evde filament yapımı mümkün, bunu daha sonra işlemeyi düşünüyoruz, anlatımı uzun ve kıyma makinesi benzeri bir alet

• yapacağız bu işlem için Son uyarı, makine soğukken filamenti nozzle’dan çıkarmaya çalışmayın! Önce nozzle’ı ısıtın, sonra filament değiştirin!
• Pololu shield stepper güç ayar+microstepping jumpers+statik elektrik ve soğutma gerekliliği Pololu sürücülerinizin üzerinde küçük bir potansiyometre göreceksiniz. Bu potansiyometre, sürücünün bağlı olduğu motora gidecek akımı ayarlar. Eğer motorunuzda zorlanma, titreme, hareket etmeme gibi sorunlar varsa, bu potansiyometreyi küçük bir yıldız tornavida ile çevirerek akımı arttırmalısınız. Elektronik aksam üzerinde ne işlem yaparsanız yapın, öncelikle enerjiyi kesin, ve üzerinizdeki statik elektriği mümkünse uygun ekipmanla, mümkün değilse de metal bir yüzeye dokunarak boşaltın.Sürücülerinizin altında RAMPS üzerinde jumper yuvaları göreceksiniz. Bu yuvalar ‘microstep’ jumperlarıdır. Bu jumperları uygun şekilde yerleştirerek, adım hassasiyetinizi sürücünüze göre değişen (4,8,16,32 …) katlarda arttırabilirsiniz. Elbette yazılımda da ona göre ayarlar yapmanız gerekiyor.
• Z ekseni ayarı nasıl yapılmalı Extruder bloğunuzu Z ekseninde tablanıza mümkün olduğu kadar yaklaştırın. Nozzle ve baskı alanı arasında bir kağıdı çok rahat olmadan ileri geri oynatabilmeniz gerekiyor. Bunu baskı alanının 4 köşesinde de yapın. 
  
• 12V30A güç kaynağı – Neden yüksek amper bir güç kaynağı gerekiyor?Aslında ihtiyacınız olan akım miktarı 15 amper civarı. Fakat, motorlar zorlandıklarında fazla akım çekerler, bunun için biraz pay bırakmak lazım. İleride sisteme eklemek isteyeceğiniz başka ekipmanlar, yapacağınız geliştirmeler de olacaktır. Bu sebeple bu güç kaynağını baştan temin etmek faydanıza olacaktır.
• Tabladan soğuk çıkarma & malzemeyi tablaya yapıştırma Printerı bitirdiniz. Çok heyecanlısınız. İlk baskınızı verdiniz. Basıyor mu ne! Derken… Üzülerek görüyorsunuz ki malzeme ilk katmanı yapışmıyor. Bir daha deniyorsunuz, bir daha, bir daha. Ama nafile. Bunun üstesinden şu şekilde geliyoruz. Tablamıza biraz saç spreyi sıkıyoruz (evet bildiğimiz saç spreyi) ve kurumasının ardından baskıyı başlatıyor, tam gaz yolumuza devam ediyoruz. Bizi kimse durduramaz  Peki, baskı bitti. Şimdi bir heves tabladan baskıyı çıkartmaya çalışıyoruz, fakat çıkmıyor! Asılıyoruz asılıyoruz gelmiyor! Yapmanız gereken biraz soğumaya bırakmak. Malzeme ve tabla soğuduğunda tabiri caizse şak diye çıkacaktır 
• Limitswitch kablolarına dikkat Limitswitch kabloları bizim belamız. Gözden kaçan ama çok önemli bir kısım. Eğer kablolardan biri çıktıysa, makine abuk subuk hareketler yapacaktır. Takılı kaldıysa bir tarafa gidecek fakat tersi yöne hareket olmayacaktır. Limitswitch’leri çok iyi ve dikkatli lehimliyoruz, ve kablolarına da dikkat ediyoruz, el altında olmasın.
  
• Cura/Slic3r ayarları Ayarlar çok çok önemli arkadaşlar. İyi print alamıyorsanız, bunun en önemli sebebi ayarlarınızın yanlış olmasıdır. Burada açıklanamayacak kadar çok çeşitli ayarlar var ve tecrübeyle edineceğiniz bilgiler. Her print için farklı, her printer için farklı ve her program (cura, simplify 3d, slic3r vs.) için de farklı. Doğru kombinasyonu deneye deneye, baskı alarak, inceleyerek, düzelterek öğreneceksiniz. Printerınızla yaşamanız lazım. Maalesef bu işler böyle, .ini dosyası yükle bassın değil bu işler!
• SD Card class4 2gb dışındaki kartların bazen tanınmaması Hepimizin başına gelmiştir. kartı takıyoruz fakat okumuyor. İki sebebi var. Birincisi, kartla ilgili. Benim tavsiyem, güvenli tarafta kalmak açısından, kartlarınız 2 gb’tan büyük olmasın ve class 4’ten de yüksek olmasın (üzerinde yazar). Bildiğiniz eski moderl kötü kartlar bize sorun çıkarmayacaklar  Sebebini ileride detaylı anlatacağım. İkinci ve anlaşılamayan sorun ise şudur. Özellikle ekran üzerinde kart yuvası olan modellerde, kart yuvası aslında çok uyduruktur. İçini açmadan anlayamazsınız  Ben elbette ki açtım -hiç dayanamam- ve çoğunda, oradaki pinlerin temassızlığa çok ama çok uygun olduğunu gördüm. Eğer kart okunma sorunu yaşıyorsanız, kartı çıkarıp, yuva üzerindeki metale kapalı uç tarafına doğru biraz bastırıp deforme edin, kart sıkı bir şekilde otursun. 
  
• Sağlamlık için ısıl işlem uygulamaEğer parçanızın estetiğinden ziyade sağlamlığı önemli ise, ısıl işlem uygulayarak parçanızı çok daha sert bir hale getirebilirsiniz. Isıl işlem pek çok şekilde olabilir, sıcak buhar, sıcak hava, ısı tabancası veya bulacağınız başka bir yöntem. Aseton buharı ile terbiye ederek de bu sonucu alabilirsiniz  Unutmayın, parça uyguladığınız ısı ve süre oranında esnekliğini kaybedecektir.

SON NOTLAR


Burası zamanla ve vakit buldukça geliştireceğimiz bir alan. Çok daha fazla bilgi paylaşabilmek istiyoruz, o yüzden elimizden geldiğince bu alanları doldurmaya çalışacağız. Her türlü fikir ve paylaşımlara açığız, lütfen bizlere sosyal medya hesaplarımızdan ulaşın, sorularınızı cevaplamaktan mutluluk duyacağız.
Ayrıca, lütfen kodlarımızı ve çizimlerimizi istediğiniz gibi alın, kullanın, değiştirin, geliştirin. Bizimle de paylaşın.
3D Printer V2 – Yanan printerın yerine yapılan çift extruderli yeni printer

Yazı gezinmesi