Jump to content

Druk 3D w astronomii amatorskiej - dyskusja, pomysły, realizacje


Recommended Posts

Od pewnego czasu myślałem o założeniu tematu poświęconego drukowi 3D i jego potencjalnemu zastosowaniu w astronomii amatorskiej. Oczywiście szczególnie odnosi się to do wszelkiego rodzaju majsterkowania czy modyfikacji sprzętu. Sam interesuje się tą techniką hobbistyczne, ale także wykorzystuję ją w badaniach naukowych jakie prowadzę. Na początek chciałbym krótko przedstawić tematykę druku 3D z nadzieją, że uda się zapoczątkować jakąś ciekawą dyskusję.

 

Najważniejszą sprawą jeśli chodzi o samą technikę druku 3D jest fakt, że pojęcie to odnosi się do szerokiej gamy różnych metod, które łączy fakty przyrostowego (addytywnego) tworzenia danego obiektu. Część osób, które gdzieś o niej słyszały może nie zdawać sobie sprawy jak bardzo są one zróżnicowane pod względem rodzaju materiału i sposobu jego przetwarzania. Obecnie najczęściej wykorzystywane są trzy metody – stereolitografia (stereolitography – SLA), selektywne spiekanie laserowe (selective laser sintering – SLS) oraz osadzanie stopionego materiału (fused deposition modeling – FDM).

 

Stereolitografia opiera się na utwardzaniu światłoczułej żywicy za pomocą wiązki światła laserowego. Obiekt wytwarzany jest na platformie roboczej umieszczonej w zbiorniku zawierającym ciekłą żywicę. Na początek umieszczona jest ona tuż pod jej powierzchnią. Układ optyczny kieruje wiązką tworząc najpierw obrys a następnie wypełnienie przekroju. Platforma ulega obniżeniu, wałek wyrównuje powierzchnię żywicy i tworzona jest kolejna warstwa aż do zbudowania całego obiektu. Bardzo podobna do stereolitografii jest metoda DLP (digital light processing). Różnica wynika z zastosowania prostszego układu optycznego i bardziej klasycznego źródła światła.

 

sla.png

 

Selektywne spiekanie laserowe wykorzystuje spiekanie proszku polimerowego, ceramicznego czy metalicznego przy użyciu wiązki światła laserowego. Konstrukcja urządzenia jest analogiczna do tego w stereolitografii z tym, że zbiornik wypełniony jest odpowiednim proszkiem.

 

sls.png

 

Osadzanie stopionego materiału jest obecnie najtańszą, a więc też najpopularniejszą metodą druku 3D. Wykorzystuje ona jako materiał wyjściowy termoplastyczne polimery uformowane w postaci tak zwanego filamentu, a więc żyłki o ustandaryzowanej średnicy (1,75 mm lub 3,00 mm). Filament wprowadzany jest do ogrzewanej głowicy, gdzie ulega stopieniu i w postaci ścieżku ulega wytłoczeniu budując daną warstwę.

 

fdm.png

 

FDM wykorzystywany jest we wszystkich tanich drukarkach 3D, których ceny zaczynają się powiedzmy od 1-2 tys. zł (bardzo proste zestawy do samodzielnego złożenia, nie polecam). Jeśli chodzi o materiały dostępne w postaci filamentów to standardowo stosuje się dwa – PLA (polilaktyd) oraz ABS (poli(akrylonitryl-co-butadien-co-styren)). Z doświadczenia mogę powiedzieć, że PLA jest przyjemniejszy w wydruku. Nie daje nieprzyjemnego zapachu podczas drukowania i co najważniejsze otrzymany przedmiot nie ulega takiemu skurczowi jak ten z ABS. Teoretycznie trochę gorzej w porównaniu do ABS obrabia się mechanicznie (szlifowanie, wiercenie), ale osobiście nie było to dla mnie problemem. W ostatnim czasie dostępna jest coraz szersza gama różnych filamentów jak choćby nylon, poliwęglan (lexan), PVA (poli(alkohol winylowy) – rozpuszczalny w wodzie) czy filamenty gumowe. Można już kupić takie ciekawe materiały jak domieszkowane proszkami metali (brąz, miedź), włóknami (drewno, bambus), dodatkami mineralnymi (kreda, gips) czy grafenem (do drukowania ścieżek przewodzących!).

 

 

Po tych kilku słowach wstępu przedstawię może kilka ciekawych elementów i konstrukcji, które zaprojektowałem i zbudowałem na własne potrzeby za pomocą drukarki FDM 3D tak, abyście mieli choć zarys możliwości tej metody.

 

Pierwsza konstrukcja to stojak na szpule z filamentami. Składa się z elementów skręcanych prętami 8 mm. Całość jest bardzo solidna i wytrzymałaby znacznie więcej niż ciężar nawet kilku szpuli (standardowo 750 g materiału na jednej). Do tego przygotowałem uchwyty na szpule z osadzonymi łożyskami, dzięki czemu filament mógł się łatwo z nich rozwijać wraz z pobieraniem go przez drukarkę.

 

druk2.jpgdruk3.jpgdruk1.jpg

 

Kolejna konstrukcja to skręcana forma do otrzymywania jednocześnie czterech elementów w postaci sześcianów 20x20x20 mm. Można ją całkowicie rozłożyć i złożyć ponownie w celu wydobycia gotowych produktów. Całość skręcana jest z zastosowaniem prętów 3 mm. Widać więc wyraźnie, że można wydrukować również dość małe elementy z wysoką dokładnością, choć wymaga to większej praktyki i doświadczenia w optymalizacji metody.

 

druk4.jpgdruk5.jpg

 

W końcu zestaw różnych elementów, tym razem z gotowych trójwymiarowych modeli komputerowych. Mamy więc pewną obudowę do elektroniki i przełączników (mniej więcej 110x50x30 mm) czy jakieś elementy konstrukcyjne. Do tego mniejsze (średnica 22 mm) oraz większe (średnica 65 mm) koła zębate. Tak więc metoda przyda się też do wytwarzania przedmiotów do zastosowań konstrukcyjnych i mechanicznych czy w elektronice.

 

druk6.jpg

 

 

Na sam koniec liczę na dyskusję w zakresie waszych pomysłów i propozycji zastosowania druku 3D w danych rozwiązaniach w astronomii amatorskiej. Jeśli ktoś miałby jakieś pytania to chętnie postaram się odpowiedzieć. A może ktoś z was też zajmuje się drukiem 3D?

 

 

Edited by kuba_mar
Link to post
Share on other sites

W moim Newtonie silnik krokowy jest zamocowany do wyciągu właśnie wspornikiem zaprojektowanym w Inventorze i wydrukowanym.

Rozwiązanie bezproblemowe, sprawdzone tak w gorących jak i mroźnych okolicznościach przyrody.

Do tego jeszcze zrobiłem sobie w 3D pokrywkę na tył tuby, bo orginalna zasłaniała śruby do kolimacji.

 

Dodaję nienajlepszej niestety jakości zdjęcie.

 

WP_20160114_001.jpg

Link to post
Share on other sites

Z PLA fajnie się drukuje za grosze różne dekielki, zaślepki, obudowy i przede wszystkim maski Bahtinova. Do tego polecam!

 

Do zastosowań w montażach itp. odradzam - PLA przy +50 stopniach staje się zbyt plastyczny (wystarczy, że silnik krokowy się zagrzeje i mocowanie się odkształci, przetestowane).

 

ABS jest nieczuły na wyższe temperatury, ale z drugiej strony jest elastyczny z założenia i wymaga do wydruku grzanego stołu - ze względu na kurczenie wydruk dużo trudniejszy i trudniej utrzymać precyzję wymiarów całego elementu.

 

Inne materiały to drukarki w cenie luksusowego samochodu albo mieszkania - abstrakcja.

 

Za to są tanie frezarki numeryczne radzące sobie dobrze z ALU. Koszt materiału wyższy, za to wykonane przy ich pomocy elementy w porównaniu do palstiku - wieczne.

Edited by DexterX
Link to post
Share on other sites

Za to są tanie frezarki numeryczne radzące sobie dobrze z ALU. Koszt materiału wyższy, za to wykonane przy ich pomocy elementy w porównaniu do palstiku - wieczne.

Sorry, że trochę nie w temacie: co to znaczy tanie frezarki numeryczne? Każdy może mieć własną...?

  • Like 1
Link to post
Share on other sites

W moim Newtonie silnik krokowy jest zamocowany do wyciągu właśnie wspornikiem zaprojektowanym w Inventorze i wydrukowanym.

Rozwiązanie bezproblemowe, sprawdzone tak w gorących jak i mroźnych okolicznościach przyrody.

Do tego jeszcze zrobiłem sobie w 3D pokrywkę na tył tuby, bo orginalna zasłaniała śruby do kolimacji.

 

Dodaję nienajlepszej niestety jakości zdjęcie.

 

attachicon.gifWP_20160114_001.jpg

Wydruk ABS oczywiście? Bo mi PLA jak plastelina się gięło po tym jak silnik uzyskał temperaturę rzędu 50 - 60 stopni.

Link to post
Share on other sites

Sorry, że trochę nie w temacie: co to znaczy tanie frezarki numeryczne? Każdy może mieć własną...?

Tak:) Są, ale 3x droższe od prostych drukarek 3d.

 

http://www.aliexpress.com/store/product/Latest-6040Z-S80-cnc-6040-Z-S80-cnc-router-with-1-5KW-VFD-spindle-for-engraving/800587_864340397.html

 

Edited by DexterX
Link to post
Share on other sites

To ok - przyznaję ABS jak widać się sprawdza. Zresztą przecież sporo elementów samych drukarek włącznie z mocowaniami silników jest wydrukowana z ABS.

Edited by DexterX
Link to post
Share on other sites
  • 3 weeks later...

Ostatnio w wolnej chwili przygotowałem taki model rakiety Falcon 9 w skali 1:500. Może nie jest to bezpośrednio związane z ATM, ale jakoś tam z astronomią/astronautyką już tak ;) Jak na pierwsze podejście wydruk wyszedł całkiem nieźle, ale można jeszcze go dopracować.

 

falcon.jpg

  • Like 2
Link to post
Share on other sites

Jeszcze zapomnieliście dodać drukarek 3d co drukują proszek/klej typu Zcorp i drukarek drukujących żywicą utrwalaną za pomocą diody UV jedzie głowica - nakłada żywicę cieniutko a następnie leci dioda UV i utrwala, ale one są drogie :( i raczej do prototypowania a nie takich użytkowych zastosowań domowych.

 

jeszcze jest opcja taniego laserka CO2 wycinania w PMMA warstw i klejenia w całość, albo skręcania elementów, do takiego naszego astro ATMu no i jeszcze jak jest w miarę mocny można wycinać sklejkę drewnianą - co już może dać sporo w budowaniu chociażby montaży dobsona. - ale to już droższa zabawa, nawet samemu sklecając taki ploter.

Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

  • Our picks

    • Big Bang remnant - Ursa Major Arc or UMa Arc
      Tytuł nieco przekorny bo nie chodzi tu oczywiście o Wielki Wybuch ale ... zacznijmy od początku.
       
      W roku 1997 Peter McCullough używając eksperymentalnej kamery nagrał w paśmie Ha długą na 2 stopnie prostą linie przecinajacą niebo.
       
      Peter McCullough na konferencji pokazał fotografię Robertowi Benjamin i obaj byli pod wrażeniem - padło nawet stwierdzenie: “In astronomy, you never see perfectly straight lines in the sky,”
        • Like
      • 16 replies
    • Jeśli coś jest głupie, ale działa, to nie jest głupie - o nietypowych rozwiązaniach sprzętowych
      Sformułowanie, które można znaleźć w internetach jako jedno z "praw Murphy'ego" przyszło mi na myśl, gdy kolejny raz przeglądałem zdjęcia na telefonie z ostatniego zlotu, mając z tyłu głowy najgłośniejszy marsjański temat na forum. Do rzeczy - jakie macie (bardzo) nietypowe patenty na usprawnienie sprzętu astronomicznego bądź jakieś kreatywne improwizacje w razie awarii czy niezabrania jakiegoś elementu sprzętu  Obstawiam, że @HAMAL mógłby samodzielnie wypełnić treścią taki wątek.
        • Haha
        • Like
      • 21 replies
    • MARS 2020 - mapa albedo powierzchni + pełny obrót 3D  (tutorial gratis)
      Dzisiejszej nocy mamy opozycję Marsa więc to chyba dobry moment żeby zaprezentować wyniki mojego wrześniowego projektu. Pogody ostatnio jak na lekarstwo – od początku października praktycznie nie udało mi się fotografować. Na szczęście wrzesień dopisał jeśli chodzi o warunki seeingowe i udało mi się skończyć długo planowany projekt pełnej mapy powierzchni (struktur albedo) Marsa.
        • Like
      • 130 replies
    • Aktualizacja silnika Astropolis - zgłaszanie uwag
      Dzisiaj zaktualizowaliśmy silnik Astropolis do najnowszej wersji (głównie z powodów bezpieczeństwa). Najpoważniejsze błędy zostały już naprawione, ale ponieważ aktualizacja jest dosyć rozbudowana (dotyczy także wyglądu), drobnych problemów na pewno jest więcej. Bez was ich nie namierzymy. Dlatego bardzo proszę o pomoc i wrzucanie tu informacji o napotkanych problemach/błędach.
      • 247 replies
    • Insight Investment Astrophotographer of the Year 2020 – mój mały-wielki sukces :)
      Jestem raczej osobą która nie lubi się chwalić i przechwalać… ale tym razem jest to wydarzenie dla mnie tak ważne, że postanowiłem podzielić się z Wami tą niezwykle radosną dla mnie wiadomością.
       
      Moja praca zajęła pierwsze miejsce w kategorii „Planety, komety i asteroidy” podczas tegorocznego konkursu Insight Investment Astronomy Photographer of the Year 2020.
        • Like
      • 85 replies
×
×
  • Create New...

Important Information

We have placed cookies on your device to help make this website better. You can adjust your cookie settings, otherwise we'll assume you're okay to continue.