přejít na obsah přejít na navigaci

Linux E X P R E S, 3D tiskárny RepRap: Open-source mašinky, které vám usnadní život

3D tiskárny RepRap: Open-source mašinky, které vám usnadní život

reprap.png

Termín 3D tisk se pomalu, ale jistě stává součástí open-source světa. Jestli si představujete 3D brýle z kina a obyčejnou tiskárnu, rychle na to zapomeňte, protože 3D tiskárny RepRap tisknou opravdové trojrozměrné objekty.


reklama

Představte si stroj, do kterého pošlete počítačový 3D model navržený například v CADu, v Blenderu, nebo v jiném modelovacím nástroji, chvíli počkáte a dostanete skutečný objekt, který si můžete osahat v ruce. Představte si, že tento stroj se vám vejde na stůl, že si ho můžete sami postavit za méně než dvacet tisíc korun a že je kompletně open source – od firmwaru přes ovládací software až k hardwaru. Navíc tento stroj umí vyrobit části sama sebe. Není to sci-fi, je to realita.

3D tiskáren je celá řada, jsou postaveny na různých principech a technologiích. Některé stojí miliony, některé si postavíte v pracovně po večerech za zlomek této částky. Tento článek bude o těch druhých – o tiskárnách RepRap.

Jak to funguje

Modely vznikají aditivní cestou, takže tiskárna nevyřezává ani nic podobného. Nevzniká tak kromě zmetků žádný odpad a veškerý spotřebovaný materiál se nachází ve výsledném objektu. Určitě znáte tavnou lepicí pistoli...

Tavná lepicí pistole Tavná lepicí pistole

...přesně na jejím principu funguje 3D tisk na tiskárně RepRap. Místo lepicího silikonu se používá mnohem užší plastový drát namotaný na roli, který je nasouván do tiskové hlavy, kde se zahřeje a roztaví, nanese na podložku a zase ztuhne. To samozřejmě neděláte rukama, tiskovou hlavou a tiskovou plochou hýbe sada krokových motorů, která umožňuje pohyb hlavy vůči podložce po třech osách.

Tiskne se většinou z plastu, konkrétně z ABS, nebo z plastu podobného materiálu z kukuřičného škrobu, PLA – můžete se tak rozhodnout, že budete tisknout ekologicky. Vhledem k principu tisku ale není problém tisknout z čehokoli, co dokážete roztavit a nechat zase zatuhnout, existuje například tisk z čokolády (samozřejmě jde spíš o „tukoládu“, opravdová čokoláda by se spálila).

Máme tedy samohybnou tavnou pistoli, ze které vylézá místo lepidla plast – jak z toho ale udělat objekt podle počítačové reprezentace? Jednoduše, objekt se před tiskem pomocí speciálního programu nařeže na dvourozměrné pláty. Tisková hlava pak nakreslí vždy jednu vrstvu a posune se o kousek výš, kde začne kreslit další. Výhoda je, že řezací program pozná, která část je vnitřní, a podle požadavku uživatele vyplní objekt jen částečně, například sítí nebo včelími pláty. Není tak dutý a jednoduše zničitelný, není ale ani plný a ušetří se tak materiál.

Schéma průběhu tiskové hlavy jednou vrstvou Schéma průběhu tiskové hlavy jednou vrstvou

Jak to vypadá a kde to koupit

RepRap je open-source projekt, takže podobně jako u linuxových distribucí je jeho konkrétních variant mnoho. Většinou se skládají z nějaké konstrukce (závitové tyče pospojované plastovými součástkami vytisknutými na tiskárně), případně je celá tiskárna zasazena do nějaké bedýnky. Jednou z rozšířených variant tiskárny je například model Prusa Mendel, který má tvar na bok položeného hranolu s trojúhelníkovou podstavou. Tisková plocha se pohybuje po jedné ose, tisková hlava po zbývajících dvou.

Tiskárna Prusa Mendel Tiskárna Prusa Mendel

Tento model tiskárny si postavíte za pár dní sami, budete k tomu potřebovat vytištěné součástky, kovové tyče (závitové a hladké), krokové motory, vyhřívanou desku a skleněnou desku na ni, trysku, odpory, řemeničky a řemeny, šrouby a matky, ložiska, dráty, stahovací pásky, termoizolační pásku, počítačový zdroj a Arduino nebo Sanguino(lolu) s USB kabelem. Většina materiálu na tiskárnu se dá koupit v Bauhausu, ale některé speciální věci jako materiál a tryska se rozhodně lépe shánějí v zahraničních e-shopech. Z nářadí kromě šroubováku a klíčů zmíním ještě pilku na železo, ať už ruční, nebo elektrickou, pilník a páječku, svěrák taky není na škodu.

Stavba tiskárny Stavba tiskárny

Celkem se materiál na tiskárnu dá sehnat za necelých patnáct tisíc, ale počítejte, že pokud něco zničíte, může se cena vyšplhat i výš. Prodávají se i předpřipravené kity nebo dokonce hotové tiskárny, ale zde cena roste exponenciálně. Vytištěné díly seženete od někoho, kdo tiskárnu už má, většinou se s ním stačí dohodnout například na tom, že až ji postavíte, vytisknete na oplátku něco vy pro něj.

Připravené díly na tiskárnu Připravené díly na tiskárnu

Samo sebou existuje manuál na stavbu, přečtěte si ho dopředu, ať víte, jestli to zvládnete. Určitě je lepší pracovat ve skupině.

K čemu to je dobré

Mnoho lidí, kterým vysvětlím princip 3D tisku, se mě ale stejně ptá, k čemu to je dobré. 3D tisk se vyplatí při výrobě malého počtu objektů a návrhu prototypů nebo atypických součástek. Ne náhodou RepRap znamená replicating rapid prototyper (replikující se rychlý výrobce prototypů). Zde popíšu tři modelové situace, které ukážou výhodu 3D tisku nad běžnou výrobou.

Modelová situace číslo jedna: Návrh a výroba píšťalek

Pokud máte v úmyslu vyvinout určitý typ plastové píšťalky, jistě si nevystačíte s počítačovou reprezentací objektu, těžko by se vám zjišťovalo, jestli dostatečně píská. Svůj prototyp tedy musíte nechat vyrobit, pokud si ale objednáte plastový díl na míru, například z Číny, nedostanete dobrou cenu, pokud jich nechcete tisíce. 3D tiskem zde tedy velmi ušetříte – nejen peníze, ale i čas, píšťalka se bude tisknout asi čtvrt hodiny, ale z továrny by píšťalky přijely nejdříve za týden. Když budete se svým produktem spokojeni, rozhodně se už 3D tiskárna nevyplatí, na velkovýrobu není určena.

Modelová situace číslo dvě: Atypická součástka

Chováme doma potkany, o kterých můžu s jistotou říct, že sežerou všechno, nedávno například okousaly plastové díly, které spojují kovovou část klece s plastovým dnem. Jedná se o poměrně atypický díl, který se nedá koupit normálně v obchodě, za předpokladu, že nechcete kupovat kompletně novou klec, řešení z drátu by ale vypadalo ohyzdně. Součástku jsem tedy namaloval v Inkscapu, prodloužil v Blenderu a vytiskl na tiskárně.

Atypická součástka v Blenderu Atypická součástka v Blenderu

Nový díl a rozkousaný originál Nový díl a rozkousaný originál

Modelová situace číslo tři: Personalizované objekty

Pokud máte v úmyslu vytvořit větší množství skoro stejných objektů s malou úpravou, je opět 3D tisk jasnou volbou. Ať už to jsou píšťalky s plastickými iniciály návštěvníka konference, nebo klíny pod dveře s vyraženým číslem kanceláře. Stačí pak napsat skript, který z databáze a jednoho objektu vytvoří celé sady.

Klíny pod dveře s číslem místnosti Klíny pod dveře s číslem místnosti

Vytisknout toho lze mnohem více: šperky, krabičky na různou elektroniku, hlavolamy, dekorační předměty či trofeje atp.

Bowlingová trofej Bowlingová trofej

Open source a open hardware

Koncept open-source softwaru čtenářům LinuxEXPRESu asi nemusím představovat. Pokud jste zde jen náhodu a nevíte, co to je, tak jen ve zkratce:

Proprietární (closed-source) software patří nějakému jednotlivci nebo firmě. Vlastník ho zdarma nebo za úplatu poskytuje uživatelům ve spustitelné formě. Uživatel musí souhlasit s dodržováním podmínek, které jsou mnohdy omezující. Pokud chcete daný software upravit, nezbývá vám nic jiného než kontaktovat dodavatele a doufat, že podobné služby poskytuje a že si je budete moci dovolit. Pokud chcete mít kontrolu nad tím, co vlastně program s vašimi daty dělá, musíte používat různé metody reverzního inženýrství, což často zakazují právě podmínky programu.

Na rozdíl od toho svobodný (open-source) software může používat každý k jakémukoli účelu. Ke spustitelné podobě dostane také zdrojové kódy, pokud by chtěl zjistit, jestli je program bezpečný, nebo kdyby ho chtěl upravit. Jako tvůrce softwaru můžete open-source software klidně prodávat, ačkoli se většinou nabízí zdarma a za úplatu jsou poskytovány související služby. Příkladem open-source softwaru je operační systém Linux, kancelářský balík OpenOffice.org, redakční systém WordPress, internetový prohlížeč Firefox nebo multimediální přehrávač VLC.

Podobně jako open-source software existuje i open-source hardware (nebo jen open hardware). U hardwaru tento pojem značí, že je k produktu dodávaná kompletní dokumentace, veškerá schémata, seznam materiálů, často i návod na sestavení vlastního zařízení. Bývá zvykem, že v open-source zařízení je navíc také open-source software, ačkoli to není nutnou podmínkou.

Otevřeným hardwarem se zabývá například web Openmobility.cz. Známými kousky jsou kromě tiskárny RepRap například mobil Neo FreeRunner nebo programovatelná platforma Arduino.

Loga open source a open hardwaru Loga open source a open hardwaru

3D tiskárna na FIT ČVUT

Na Fakultě informačních technologií Českého vysokého učení v Praze existuje laboratoř 3D tisku, kde mohou studenti ve volném čase tiskárnu stavět, tisknout na ní nebo ji vylepšovat. V současné době je plánován i předmět zabývající se 3D tiskem. Je to ideální místo, kde si můžete nechat vytisknout součástky. Studenti z Fakulty architektury si zde například nechávají tisknout modely pro své diplomové práce.

V rámci PR aktivit fakulty tiskárna často vyjíždí nejen na linuxové konference (InstallFest, Software Freedom Day), ale také na hudební festivaly (Majáles, Sázavafest) nebo technické výstavy (Vynálezci a vynálezy, Muzejní noc). S tiskárnou se tak mohou setkat i „běžní smrtelníci“, kteří by o její existenci jinak neměli ani ponětí.

3D tiskárna na výstavě Vynálezci a vynálezy 3D tiskárna na výstavě Vynálezci a vynálezy

Nahoru

(Jako ve škole)
Průměr: 1,38 | Hodnotilo: 13
 

Top články z OpenOffice.cz

Příspěvky

3D tiskárny RepRap: Open-source mašinky, které vám usnadní život
Michal Smrž 10. 09. 2012, 06:03:36
Odpovědět  Odkaz 
Pokud vím, Rpi není OS hardware. Byla uvolněna jen část schématu.
Miroslav Hrončok Re: 3D tiskárny RepRap: Open-source mašinky, které vám usnadní život
Miro Hrončok 10. 09. 2012, 10:45:30
Odpovědět  Odkaz 
Omlouvám se, máte pravdu. Původně to tak ale bylo avizované, ne?
Re: Re: 3D tiskárny RepRap: Open-source mašinky, které vám usnadní život
Michal Smrž 13. 09. 2012, 08:15:18
Odpovědět  Odkaz 
Omluva není nutná.
Já o tom snad nikdy neslyšel. Spíš se mluvilo o otevřeném software ale to také není díky blobu v grafice, jež zatím stále neumožnuje využívat osazené konektory DSI a CSI.
Což mě mezi námi, irituje. K malému a levnému a úspornému počítači s GPIO se mi nechce kupovat velký a drahý a žravý monitor.
kvalita vyrobenych soucastek
qk 10. 09. 2012, 10:40:28
Odpovědět  Odkaz 
Mne by zajimalo, kolik toho takovyhle soucastky vydrzi - obcas by se hodilo vyrobit si nejakej ulomenej dilek, jen aby pak neco vydrzel
Miroslav Hrončok Re: kvalita vyrobenych soucastek
Miro Hrončok 10. 09. 2012, 12:30:48
Odpovědět  Odkaz 
Záleží na nastavené kvalitě/rychlosti tisku. Navíc vždy se dá díl vytisknout plný, aby vydržel všechno.Jsou předměty, které rozmáčknete jednou rukou, jsou předměty, na kterých můžete skákat.
Roman Bořánek 3D tiskárny RepRap: Open-source mašinky, které vám usnadní život
Roman Bořánek 10. 09. 2012, 22:15:54
Odpovědět  Odkaz 
Na kolik zhruba vyjdou ty "náplně"? Nebo spíš jestli dokážeš vyčíslit, na kolik vyjde třeba ten jeden klín... :)
Miroslav Hrončok Re: 3D tiskárny RepRap: Open-source mašinky, které vám usnadní život
Miro Hrončok 10. 09. 2012, 22:35:26
Odpovědět  Odkaz 
Klín přesně neřeknu, ale tyhle dvě krabičky jsme dnes "prodali" za náklady 60 Kč, což bylo mírně nadhodnocené (zaokrouhlené).

https://twitter.com/3DprintFIT/status/245252296785661952/photo/1
3D tiskárny RepRap: Open-source mašinky, které vám usnadní život
Honza 10. 09. 2012, 22:20:50
Odpovědět  Odkaz 
Zajímaly by mě detaily ohledně ovládací elektroniky a software. Na stránkách projektu jsem našel iformace o hardware, na Githubu potom zřejmě zdrojáky modelů, ale kde je popis elektroniky a software?
Díky za tip.
Miroslav Hrončok Re: 3D tiskárny RepRap: Open-source mašinky, které vám usnadní život
Miro Hrončok 10. 09. 2012, 22:56:06
Odpovědět  Odkaz 
Kolega z labu Marek vzkazuje:

Co se týče HW a firmware do něj, tak asi referenční bude http://reprap.org/wiki/Sanguinololu
Případně jiná deska, která umí ovládat reprap. Na reprap wiki je na to kategorie http://reprap.org/wiki/Category:Electronics

Dále pak řídící SW je asi nejlepší používat Printrun. Jeho (a dalších podpůrných programů) je pěkně popsána na webu 3d laboratoře FIT https://3dprint.fit.cvut.cz/2012/06/instalace-ovladaciho-a-pomocneho-softwaru-k-3d-tiskarne-v-linuxu
Re: 3D tiskárny RepRap: Open-source mašinky, které vám usnadní život
Josef Průša 12. 09. 2012, 04:50:34
Odpovědět  Odkaz 
Tiskarna https://github.com/prusajr/PrusaMendel
Elektronika RAMPS nebo Sanguinololu
FW Sprinter https://github.com/kliment/Sprinter
Host SW https://github.com/kliment/Printrun
SW na zpracování modelů pro tisk http://slic3r.org

Nejlepsi info na #reprap IRC @freenode
3D tiskárny RepRap: Open-source mašinky, které vám usnadní život
Virteal 12. 09. 2012, 15:16:22
Odpovědět  Odkaz 
A modeláři mašinek/letadel/lodiček nebudou mít co žrát. :D
Re: 3D tiskárny RepRap: Open-source mašinky, které vám usnadní život
M1re4 12. 09. 2012, 21:35:09
Odpovědět  Odkaz 
a on někdo takový dnes ještě existuje, krom pamětníků? Dneska si dĚcka hrají jen na PC a až bude VR, tak se asi veškeré lidstvo přesune tam :-(
amarouny
daky 19. 09. 2012, 23:23:31
Odpovědět  Odkaz 
amarouny brzy ve vašem jídelníčku.. v náplních budou základní suroviny a 3D tiskárna vám vytiskne během chvilky koláč nebo dobře propečený biftek :-) hezká myšlenka.. ;-)
3D tiskárny RepRap: Open-source mašinky, které vám usnadní život
Jo.Ko. 8. 11. 2012, 13:37:59
Odpovědět  Odkaz 
Zdravim je mozne si niekde vytlacene suciastky na stavbu objednat? A este by ma zaujimalo kde sa da kupit ta tlacova hlava. Dik.
Miroslav Hrončok Re: 3D tiskárny RepRap: Open-source mašinky, které vám usnadní život
Miro Hrončok 8. 11. 2012, 15:13:56
Odpovědět  Odkaz 
Tisková hlava se dá koupit třeba tady: http://www.reprapsource.com/
3D tiskárny RepRap: Open-source mašinky, které vám usnadní život
Otakar Hobza 9. 02. 2016, 21:14:41
Odpovědět  Odkaz 
http://www.gamee.cz/blogosfera/22291-3d-tisk-piratske-kopie-a-pravni-aspekty

Přidat názor

Nejsou podporovány žádné značky, komentáře jsou jen čistě textové. Více o diskuzích a pravidlech najdete v nápovědě.
Diskuzi můžete sledovat pomocí RSS kanálu rss



 
 

Miroslav Hrončok

Miroslav Hrončok

Linux používám od roku 2004, aktivně se o něj zajímám od roku 2007, kdy jsem napsal svůj první článek pro LinuxEXPRES. Od roku 2009 jsem pracoval pro Liberix jako redaktor LinuxEXPRESu, od roku 2011 do konce roku 2012 jako jeho šéfredaktor. Nyní pracuji v Red Hatu, kde rozšiřuji distribuci Fedora o nové balíčky. Zároveň studuji na FIT ČVUT, kde se zabývám 3D tiskem a vyučuji několik předmětů. Spoluorganizuji pražskou konferenci LinuxDays a aktivně se účastním mnoha dalších českých linuxových akcí, jako přednášející nebo jako výpomoc.


  • Distribuce: Fedora
  • Grafické prostředí: Xfce
  • Hodnocení autora: ****

| blog



Public Relations

QNAP uvedl novou modelovou řadu NAS TVS-x82T

Společnost QNAP uvedla na trh novou modelovou řadu NAS TVS-x82T, kterou tvoří tři různé modely (TVS-1282T, TVS-882T a TVS-682T). Nová řada je založena na vícejádrových procesorech Intel Core aktuální generace se 14nm výrobním procesem. Díky nim mohou nové NASy nabídnout dostatek výkonu i pro aplikace náročné na CPU.

Pokračování ...


CIO Agenda 2016