Friday

Sebelum Merakit Membangun Membuat Printer 3D

Printer 3D, apakah itu?...
printer 3D adalah mekanisme pembentuk benda sesuai design 3 dimensi yang dibuat di komputer menggunakan program CAD... seperti AutoCad, Catia, Solid Work, dll

benda macam apa yang bisa dibuat printer 3D?
benda yang terbuat dari plastik..., yang belum populer di dunia, benda dengan material resin epoxy, besi bisa dibuat juga

cara kerjanya?
google saja.. tapi pada dasarnya printer 3D adalah mesin CNC yang memiliki arah gerak 3 arah (X,Y,Z) oleh sebab itu disebut 3D (3 dimensi)
beda dengan printer 3D dengan mesin CNC adalah di konstruksi dan kecepatanya
-konstruksi printer 3D tidak memerlukan rangka yang terlalu kuat, cukup tidak goyang saja
-kecepatan printer 3D bisa mencapai 200 mm/s tapi rata2 dipakai di max 50 mm/s, sedang CNC beroperasi di kisaran 1-2 mm/s

Disini dibahas membuat printer 3D dengan peralatan minimum dan paling banyak dan murah dipasaran, terutama di Tokopedia

Peralatan Elektrik :
Minimum/Wajib :
- Arduino seri Mega 2560 (menggunakan mikrokontroler Atmega 2560)
- Ramps 1,4 (board tempat menancapkan modul dan kabel pendukung)
- mikro/mini limith switch
- Motor stepper biasa menggunakan mounting nema 17 dengan arus max 1,5A jenis bipolar
- driver motor stepper A4988 / DRV8825, untuk motor stepper  bipolar / 4 kabel
- stick heater 12V/40W
- NTC 100k ohm
- Power supply min 12v/5A, sebaiknya 12V/10A, bila menggunakan heatbed sebaiknya 12V/20A

Tambahan :
- LCD RepRapDiscount Smart Controller (include slot SD Card)
- Fan 12V
- Heatbed 12V/10A (heater dari PCB untuk memanaskan meja printer)

Peralatan Mekanik :
- Head printer biasa disebut J-Head, terdiri  heat block, throad alias baut lubang penyambung, nozzle (rata-rata menggunakan nozzle 0,4mm)
Pada J-Head diinstal NTC 100k dan stick heater, lebih gampangnya beli yang 1 set, sudah komplit
- Extruder terdiri dari motor stepper, pulley bearing penekan dan pegas/per, beli jadi juga ada
peralatan mekanik gerak, tergantung printer 3D apa yang mau dibuat, pada dasarnya memerlukan bearing bisa radial / linear kadang juga memakai bushing
- Linear motion/slider ada yang menggunakan shaft/as, ada yang rel, ada yang aluminium profile
- Pengerak / drive printer 3D ada 2 macam, yaitu belt dan thread rod/as ulir
Inti mekanik printer 3D adalah dapat gerak ringan tetapi tidak oblak/speling, oblak sedikit boleh lah... apalagi handmade

Firmware :
Firmware yang sering digunakan adalah Repetier dan Marlin penggunaan tergantung masing2 pengguna.
Firmware ini adalah gratisan / opensource, tetapi sangat memenuhi kelayakan untuk print benda2 dengan presisi.. cari di Om Google ya....

#Repetier :
* mudah untuk pemula, bisa setting  dengan antarmuka browser, kemudian didownload... tetapi ada 1 kelemahan, bila kita download tanpa donasi, beberapa fitur hilang, seperti tampilan LCD, kecuali bisa obok2 program sendiri
*download 1 firmware, hanya dapat dipergunakan untuk 1 jenis printer (yang sebelumnya kita pilih)
* saat firmware sudah diupload dan dioperasikan, setting2 parameter bisa dilakukan di pc, tanpa perlu merubah program utama, kemudian disimpan ke eeprom

#Marlin :
* benar2 tulus memberikan firmwarenya, cuma setting harus dilakukan didalam level programing, alias didalam Arduino IDE dan file yang diupload lebih ringan
*download 1 firmware, sudah dapat dipergunakn untuk beberapa jenis printer yang ada didunia, tinggal pilih saja
*saat firmware sudah diupload dan dioperasikan, hanya sebagian kecil setting2 parameter bisa dilakukan di pc kemudian disimpan ke eeprom, untuk setting lainya, harus memodifikasi program utama didalam Arduino IDE

Software :
Software disini adalah software konverter, untuk merubah file CAD ber extensi .stl menjadi file kode mesin berkestensi .gcode atau .gco
Software gratisan yang banyak dipakai adalah Repetier-Host, dan didalamnya terdapat 2 program gratisan juga yaitu slicer/pemotong object 3 dimensi  Cura dan Slic3R.

Bila hal2 diatas sudah kita miliki, berarti siap merakit printer..

Mekanisme dan Permasalahanya :

Merakit printer 3D teramat sangat mudah, asalkan semua bagian dapat bergerak baik secara halus / kasar, ringan atau berat, bisa dianggap berhasil merakit printer 3D. 

Kalibrasi printer 3D adalah hal yang paling sulit dan membuat stress, sering kali printer berhasil dirakit hari ini, tetapi berhasil mencetak dengan baik bisa 2 -6 bulan lagi atau menempatkan printer 3D nya digudang.... malah beberapa orang menjual lagi part printer nya he..he....
Kalibrasi menentukan baik buruknya hasil cetak ( keakuratan dalam dimensi dan ketepatan susunan layer )

sedikit pengalaman membuat printer dapat mencetak dengan baik (ya.. permukaan tidak bagus2 amat.... tapi hasil cetak bisa dipakai sesuai fungsi yang diharapkan)

semua jenis printer baik delta atau cartesian, memiliki gerak geser / linear / sliding pada rel.... baik buruknya dimensi dan permukaan cetak salah satunya ditentukan disini, dan menurut saya merupakan hal paling penting

linear bergeser berat :
- dimensi tidak akurat, terutama bila mencetak lingkaran, bisa jadi oval atau seakan terpotong
- permukaan hasil cetak tidak teratur (tidak tersusun rapi)
- motor stepper skip/gagal melakukan gerakan kecil, bila stepper berhasil, belt driven mulur (kadang dianggap backlash), sehingga langkah yang harusnya diteruskan ke J-Head atau ke meja printer gagal

linear kasar / bila digeser gerakan tersendat2 ringan berat :
- dimensi tidak akurat pada bagian2 tertentu dari bagian bawah sampai ke atas
- permukaan hasil cetak tidak teratur (tidak tersusun rapi) pada bagian2 tertentu dari bagian bawah sampai ke atas

linear oblak / speling / kocak :
- dimensi tidak akurat pada bagian2 tertentu dan lokasinya acak
- permukaan hasil cetak tidak teratur (tidak tersusun rapi) pada bagian2 tertentu dan lokasinya acak

Idealnya linear harus kokoh, tidak oblak/pas dan bergeser sangat ringan... tapi mendapatkan ke ideal an ini tidaklah mudah

;--

Permasalahan part linear dipasaran :

Linear model shaft / as / smooth rod dan linear bearing type LM :



misal : LM8UU, LM10UU, LM12UU
- diameter shaft /as terkadang dibawah / diatas diameter nominal
- lubang linear bearing terkadang dibawah / diatas diameter nominal
dari beberapa kali beli (beli yang murah2 belum pernah beli yang mahal.. he..he..), tidak ada ukuran yang pas antara as dan linear bearingnya, ada yang oblak, ada yang terlalu seret
- permukaan shaft / as tidak smooth / halus, bila linear bering digeser terasa geronjal seperti motor lewat jalan batu

hasil cetak :

hasil cetak
 
Linear model shaft / as / smooth rod dan linear bushing :



misal : 0812, 0815 
masalahnya sama dengan diatas + digeser agak berat  sepertinya kurang cocok untuk printer 3D

hasil cetak : dimensi tidak sesuai design, cetak bulat menjadi oval

hasil cetak


Linear model aluminium profile 2020 dan roda nylon :



permasalahan di roda nylon nya, permukaanya tidak benar2 rata, bila digeser terasa bergelombang, hasli cetak printer 3D permukaan nya tidak teratur (tidak tersusun rapi, keluar masuk)

hasil cetak :

hasil cetak
 

Linear model aluminium profile 2020 dan roda menggunakan bearing radial 608 :



gerakan halus, permukaan hasil cetak teratur / mulus, tetapi lama kelamaan aluminium profile 2020  terkikis di area yang sering dilalui roda bearing radial 608, bila digeser terasa bergelombang
bila aluminium profile 2020 sudah terkikis dibeberapa tempat, hasli cetak printer 3D permukaan nya tidak teratur (tidak tersusun rapi, keluar masuk)

hasil cetak : saat aluminium telah terkikis, saat baru ok

hasil cetak


Linear model shaft / as / smooth rod dan roda menggunakan bearing radial 608 :



konfigurasi 2 bearing 608 dipasang ganda dengan celah untuk menjapit shaft, permukaan kontak bearing dan shaft dibuat seminimal mungkin.
gerakan halus, permukaan hasil cetak teratur / mulus, usia pakai shaft jauh lebih lama dari aluminium profile 2020, karena shaft stainless steel 304 lebih keras
model ini kokoh, tidak oblak, gerakan ringan, sepertinya merupakan linear yang mendekati ideal walaupun menggunakan shaft yang tidak benar2 bagus dan bearing yang berharga murah

hasil cetak : bagus untuk saya, susunan layer rapi dan stabil

hasil cetak