Projekt wizytówki

26

Wraz ze zmianą adresu prowadzonego przeze mnie bloga moje stare wizytówki przestały być aktualne. Tym razem, zamiast zamawiania nowych w punkcie ksero wymyśliłem, żeby wykonać je w domu… na drukarce 3D. Zabrane na sobotni Dzień Druku spotkały się ze sporym zainteresowaniem – dlatego opiszę nieco bardziej szczegółowo jak wyglądało przygotowanie tego projektu oraz same wydruki.

Projekt wizytówki był dość prosty – podstawę modelu stanowił płaski prostopadłościan długości 90 mm, szerokości 50 mm i wysokości pojedynczej warstwy (0.2 mm). Na jego powierzchni umieściłem litery oraz kod QR, wypukłe na kolejne 0.2 mm. Cała wizytówka, wykonana z filamentu w 2 kolorach, miała mieć łącznie grubość 0.4 mm. Jako że wektorowy model kodu QR miałem już wykonany na potrzeby drukowanego wizytownika, wystarczyło skopiować go i wytłoczyć razem z napisami. Podczas cięcia slicerem litery zostały bez problemu zamienione na pojedyncze nitki filamentu – jedyny kłopot sprawiły towarzyszące im kropki, które slicer ze względu na niewielką powierzchnię po prostu zignorował. Dobrym rozwiązaniem okazało się dodanie w odpowiednich miejscach modelu nieco większych, „sztucznych” kropek, czyli po prostu niewielkich wytłoczonych okręgów.

Głównym wyzwaniem podczas druku było wykonanie kodu QR tak, aby mógł być poprawnie odczytany przez skaner na telefonie komórkowym. Istotne okazały się 2 rzeczy: kolor kodu (a dokładnie odpowiedni kontrast w stosunku do spodniej warstwy) oraz dokładność wymiarów poszczególnych pikseli zgodnie ze wzorem. Podstawę wizytówek drukowałem z jasnoszarego PLA, za to do wierzchniej warstwy wypróbowałem kilka różnych kolorów – czarny, niebieski, pomarańczowy, czerwony i fioletowy. Po wykonaniu próbnych wydruków okazało się, że poza czarnym filamentem jedynie czerwony kolor na tyle mocno kontrastuje z podłożem, że bez problemów można odczytać kod telefonem komórkowym.

Odnośnie dokładności odwzorowania kodu QR – przy pierwszych wydrukach czarny filament był nieco rozlany na warstwie bazowej, przez co cały kod stał się nieczytelny. Pomogło zmniejszenie wartości flowrate – parametru określającego ilość wyciskanego filamentu podczas druku, procentowo w stosunku do ilości wyznaczonej przez slicer. W moim przypadku ustawienie parametru na 80-90% spowodowało odpowiednie zwężenie kładzionych nitek tworzywa. Wartość tę można wprowadzić albo z poziomu urządzenia albo z programu-hosta, ew. wpisać ręcznie odpowiedni G-code do pliku przy zmianie warstw (o ile nasza drukarka to obsługuje).

Drugą trudnością podczas druku była sama zmiana koloru. Po kilku próbach zatrzymywania drukarki przy przejściu między warstwami uznałem, że najlepiej będzie podzielić cały kod na 2 oddzielne pliki: pierwszy do druku warstwy bazowej, i drugi do wykonania napisów oraz kodu. Dzięki temu po zakończeniu druku pierwszej warstwy mogłem na spokojnie zmienić filament, a w razie przypadkowego przesunięcia głowicy ustawić ją na nowo względem punktu zerowego.

Jak widać na powyższym nagraniu, slicer w dość zagadkowy sposób zaplanował ruchy głowicy, która najpierw zaczęła drukować część napisów, potem zajęła się QR kodem, żeby skończyć z powrotem na wykonywaniu liter. Proces druku pojedynczej wizytówki trwał dość długo – ok. 10 minut. Do tego trzeba było doliczyć ok. 15 minut na 2-krotną zmianę filamentu (z białego na czarny, a potem z powrotem na biały przy druku kolejnej sztuki). Dlatego przy doprecyzowaniu wszystkich parametrów slicera drukowałem na raz po 4 lub 6 sztuk – w ostatnim przypadku łączny czas wydrukowania pojedynczej sztuki wyniósł ok. 12 minut. Koszt materiału to ok. 6 gorszy (~ 1 g) na wizytówkę.

   

Podczas druku pierwszej, białej warstwy niektóre egzemplarze wychodziły całkiem gładkie, na niektórych widać było prążki jak poniżej. Jako przyczynę problemu obstawiałbym nierówny filament – choć może spowodowały to też innego rodzaju czynniki.

Wizytówki po wydrukowaniu pokryte były licznymi, niewielkie igiełkami – pozostałością po wielokrotnym unoszeniu głowicy w celu przemieszczenia jej z  miejsca na miejsce. Jest to standardowy efekt występujący mimo stosowania retrakcji – najprostszym rozwiązaniem jest przetarcie powierzchni obiektu drobnym papierem ściernym (w moim przypadku o ziarnistości 800).

Ogólnie projekt wyszedł bardzo ciekawie. O ile wykonane w ten sposób wizytówki okazały się świetnym gadżetem, na większą skalę ich produkcja byłaby kompletnie nieopłacalna. Wykonanie 100 sztuk zajęłoby (w zależności od szybkości druku) od 10 do 20 godzin (!), podczas gdy drukowane w klasyczny sposób na papierze są gotowe w wielu punktach usługowych już w ciągu kilkunastu minut. Za to ciekawym pomysłem mogłaby być produkcja wizytówek (oraz tabliczek i innych przedmiotów) z napisami w alfabecie Braille’a – gdzie użycie drukarki 3D byłoby w pełni uzasadnione.

Udostępnij.

O autorze

Krzysztof Matusiewicz

Z zamiłowania i wykształcenia pracuje w branży IT jako programista Javy. Po godzinach interesuje się elektroniką i praktycznym wykorzystaniem mikrokontrolerów oraz od niedawna z wielką pasją drukiem 3D / FDM. Autor bloga 3dwpraktyce.pl.

  • Bardzo fajny pomysł z wykorzystaniem drukarki.

  • widziałam na własne oczy, dotykałam własnymi rączkami 😉 wizytówka jest superowa!

  • Łukasz

    Dostałem jedną od Ciebie kiedy rozmawialiśmy przy stoisku Rabbit Form 🙂 Są po prostu genialne !!! 🙂

  • emMMERRTT

    Ciekawe.
    Czytając tekst miałem zadać pytania jakie są koszty i czy to się opłaca -ale doczytując do końca to już chyba się dowiedziałem.
    Mam jednak jeszcze inne pytanie: Jak takie wizytówki „zachowują” się w portfelu z innymi wizytówkami i przedmiotami, na ile są wytrzymałe, dotyczy to też tych napisów znaków.

    I zastanawiam się też czy są też inne metody bardziej opłacalne na wytworzenie takich/ lub podobnych wizytówek seryjnie

    • Krzysztof Matusiewicz

      Zrobiłem prosty test ze wyginaniem wizytówek – papierowej i plastikowej. Ogólnie PLA pod wpływem siły potrafi się odkształcić – jednak złamanie takiej wizytówki na 2 połówki wymaga złożenia jej na pół a następnie wyginania jej raz w jedną, raz w drugą stronę kilkadziesiąt razy. Na ostatnim zdjęciu – wizytówka po 50-krotnym przełamaniu wzdłuż i w poprzek.

      W przypadku ścierania z pewnością plastik jest również bardziej wytrzymały od papieru. A jeśli chodzi o zalanie wodą to w ogóle nie ma o czym mówić 🙂

      • Super. Jak zobaczyłem to żałowałem, że sam na to nie wpadłem 🙂

  • Te wizytówki to jakiś totalny szał. Oczy wyszły mi na wierzch. 1:0 dla Krzyśka

  • Tomek Kowalski

    Też widziałem wiztówkę, i robi wrażenie 🙂 Możesz wrzucić STL?

  • 5ty45y

    ja to mam pytanie jak zrobiles roznice. masz 2 stl i jak ustawic by drukowala w powietrzu czyli druga warstwa zaczyna sie nie w 0 a wyzej.
    to o tyle istotne, ze mozna by bylo robic wydruki gdzie cos jest w srodku np. kamyczek, drucik czy usztywnienie z innego plastiku.

  • rrrrrrr

    szkoda, ze wywalacie moje komentarze

    • Tylko jeden i tylko dlatego, że był bez sensu. Ten też jest bez sensu. Zostawiam go tylko dlatego, żeby inni wiedzieli jakie mam zdanie o tego typu komentarzach. Zachęcam do lektury komentarzy innych stałych użytkowników serwisu (Paweł Kalinowski, Jakub Niespolański, Meeeert, Dziarski, Dr Plama i wielu, wielu innych) i próby dopasowania się poziomem do ich wypowiedzi.

      W dobrym zwyczaju na tym serwisie jest również posługiwanie się bądź to imieniem i nazwiskiem, bądź zawsze tym samym nickiem, tak aby inni użytkownicy wiedzieli z kim rozmawiają.

      • emMMERRTT

        – Meeeert – ja zmieniłem ostatnio 😉 bo z P. Pająkiem trochę darliśmy koty….. i chcieli mnie tam zabanować.
        Teraz będzie emMMERRTT
        ;]

        • Ech… Pan Pająk… Mnie kasował we wpisie o skanowaniu 3D i druku 3D ludzi w Niemczech, o czym pisałem pod wywiadem z twin3D. Jego serwis – jego porządki…

  • Paweł Kalinowski

    Zdarzyło mi się kiedyś przerwanie druku po wykonaniu trochę ponad jednej warstwy i muszę powiedzieć, że efekt jeśli chodzi o wytrzymałość mnie zadziwił. Na tej podstawie mogę powiedzieć, że drukowanie takich wizytówek to wcale nie głupi pomysł. Minusem są oczywiście koszty oraz czaso- i pracochłonność. Ale z drugiej strony ten „efekt wow” i świadomość, że „nikt” nie ma takich wizytówek – bezcenne. 🙂

    Wydaje mi się (podkreślam), że bardzo pomogłoby zastosowanie drukarki z trochę większym obszarem roboczym (aby mieścił 8 wizytówek na raz) i dwoma głowicami, chociaż nie wiem jak miałoby wyglądać generowanie Gcode’u do druku takich dwuwarstwowych wizytówek. A propos generowania Gcode’u – jaką „krajalnicę” zastosowano?

    • Krzysztof Matusiewicz

      Tak, wykorzystanie większej drukarki, a szczególnie 2 głowic byłoby tu bardzo wskazane. W przypadku wizytówek – myślę że byłoby to dużo prostsze niż druk innych obiektów gdzie kolory są przeplecione między sobą na pojedynczej warstwie. Pewnie trzeba by dodać jakąś rozbiegówkę (skirt) przy zmianie filamentu. Ale z 2-głowicowymi drukarkami nie miałem nigdy do czynienia 🙂

      Do cięcia użyłem Slic3ra. Teraz eksperymentuję z zwiększeniem prędkości drukowania pierwszej warstwy do 300% – dam znać jak mi coś z tego wyjdzie 🙂

      • Jak potniesz projekt wizytówki na dwie części (podstawa i napis) to spróbuję to wydrukować na moim 2X. Zobaczymy jak sobie poradzą dwie głowice.

        • Krzysztof Matusiewicz

          Wyślij mi please maila 🙂

      • Paweł Kalinowski

        Kiedyś drukowałem na parametrach najwolniejsze ustawienie w KISSlicerze + 250% na drukarce. Przy powierzchni druku 150×150 mm wyczuwalnie powiększyła się chropowatość powierzchni i pojawiły się drobne braki w materiale (nieciągłość). Nie wiem jak ta szybkość wpłynęła na właściwości jednej warstwy. Ponieważ wydruk był wielowarstwowy to żaden problem, ale w przypadku takiej wizytówki to inna bajka. No to czekamy na efekty drukowania za pomocą dwóch głowic. 🙂

        • Krzysztof Matusiewicz

          Pytanie na ile było ustawione to minimum w KISSlicerze? Obstawiałbym że problemy z brakami w materiale to zbyt niska temperatura dyszy przy tej prędkości.

          W wizytówkach podniosłem temperaturę do 210 st. C, i przy prędkości 60 mm/s powierzchnie wyszły bardzo ładnie. Pozwoliło to skrócić czas drukowania 6 sztuk o ponad 20 minut.

          • Paweł Kalinowski

            W KISSlicerze są trzy parametry i teraz nie bardzo wiem, czy drukowało jako „Sparse” czy jako „Solid”. W pierwszym przypadku 40 mm/s, w drugim 50 mm/s jako prędkość bazowa. Co do temperatury to bardzo prawdopodobne, że była za niska przy podwyższonej szybkości.

        • Krzysztof Matusiewicz

          Przy okazji udało się rozwiązać zagadkę nierówności (prążków) na pierwszej warstwie – nie sam filament był winny, a niedostateczne dociśnięcie go do zębatki ekstrudera …

          • Boo3d

            Temat z przed roku pomógł mi rozwiązać problem, z którym borykam się już ponad miesiąc- winny ekstruder i „dociskanie” filamentu 😉

  • 01Prototyp

    Super pomysł i wykonanie !! Gratuluję Panie Krzysztofie

  • Misiek11111

    Witam
    Jakim programem były robione wizytówki ?
    Pozdrawiam

    • Krzysztof Matusiewicz

      Cubify Design (obecnie pod szyldem 3D Systems). Do zamiany kodu QR z formatu rastrowego na wektorowy użyłem Inkskape’a. Niestety potrzebne były pewne manualne poprawki w kodzie QR, więc nie powiem żeby był w 100% zadowolony z tych narzędzi.

      Poza kodem sam projekt jest dość prosty, więc większość programów do projektowania 3D powinna dać radę.