Как и большая часть самовоспроизводящихся систем, 3D принтер RepRap также обладает некими внутренними неуввязками с измерениями.
Некие из этих заморочек:
- Как устройство может выстроить что-то, размеры чего превосходят собственные размеры устройства?
- Трудности с количеством: много RepRaps. Какие трудности появляются, когда каждый желает иметь RepRap, и способны ли производители удовлетворить спрос на RepRap?
- Трудности с размерами: что случится, если попробовать выстроить принтер большего/наименьшего размера RepRaps?
Как устройство может выстроить что-то, размеры чего превосходят собственные размеры устройство?
Было бы хорошо, если устройство сумело бы создавать свою копию. Обычный фрезерный станок имеет «замкнутое» рабочее место Он не способен произвести деталь, которая превосходит по размеру рабочий объем, в том размере, в каком она должна быть. Таким макаром, самовоспроизводящееся устройство сделать нереально (Это относится к феномину, который обсуждали на Wiki:QuineProgram).
CNC Mills
Одна из обстоятельств, по которой у этих устройств замкнутое рабочее место – фрезерные станки (а именно CNC Mills) должны быть очень устойчивыми и крепкими, чтоб резак мог проходить через твердые материалы с неописуемой точностью. «Замкнутое» рабочее место существенно устойчивее, ежели «открытое» рабочее место того же размера и из того же материала. К примеру, портальные краны по собственной природе жестче, чем телескопические краны того же размера и из того же материала (замкнутое место работ также позволяет еще проще устанавливать защитные перемычки).
Есть разные обходные пути, применяемые для сотворения больших объектов:
• Сделать много маленьких деталей, любая из которых просто вписывается в «объем работ», а уже позже вручную собрать все детали в один большой объект. Этот подход употребляется в RepRap устройствах Дарвин и Мендель.
• Можно сделать много длинноватых деталей со сравнимо маленьким поперечником, а потом вручную собрать все части воедино (при всем этом для поддержки длинноватой конструкции можно использовать разгрузочные столы либо столики на колесах).
o Сделайте особое «отверстие» в корпусе устройство несколько больше, чем поперечник детали, что позволит детали отчасти пройти через это отверстие, в это время устройство продолжит снутри достраивать деталь. Это отдаленно припоминает процесс экструзии через отверстие. Этот подход был в первый раз предложен для Open Air (открытого) RepRap .
o Сделайте два отверстия в корпусе машины и потяните длинноватые брусья материала через машину довольно медлительно, чтоб устройство сумело выполнить все нужные виды работ на данном участке снутри рабочего места. Этот подход был предложен для Eiffel, чтоб сделать решетку перекладин для корпуса еще 1-го Eiffel.
o При использовании гибкого материала «согните» огромную деталь по размеру рабочего объема устройства, потом позднее разогните и присвойте нужную форму. Такое решение было предложено для Merkle Cased Hydrocarbon Assembler (1998-2000).
• Используйте кинематическую схему, которая сдает рабочую поверхность больше, чем сама машина:
o серийный манипулятор «механическая рука», к огорчению, имеет самую низкую подвижность посреди других кинематических схем
o параллельный манипулятор «механическая рука»
o маленькое передвижное устройство, которое перемещается повдоль большой, но относительно узкой пластинки сырья и вырезает в ней все нужные детали – FlatPack RepRap.
Мелкие изделия
• Ленточный привод (деталь мотора)
Средние изделия (будка для собаки)
• Механизм вилочного погрузчика – для настольных принтеров большего размера, может быть, вы сможете применить механизм «вилочного погрузчика». Таким макаром прототипирующее устройство способно печатать объекта огромного размера, превышающее его собственные. Способ отлично работает, если у вас есть возможность открыть одну из панелей стационарного корпуса.
Огромные изделия (дом)
• Поэтапная печать (маленькие детали)
• Открыть крышку – вначале экструдер размещается над платформой печати, но он поочередно подымается, к примеру, как «кран» движется вверх при строительстве небоскреба. При каждом подъеме устройство перемещается на охлажденный участок.
Большие изделия (глобального масштаба?)
• Ранжирование – вам, непременно, пригодится лазерный дальномер
• Сверхузлы –особая полупроводниковая система оборотной связи, в какой «новые устройства» имеют контроль над другими устройствами
Выводы: в масштабировании нуждаются многие RepRaps
Рациональные неизменные размеры RepRap
Беря во внимание, что мы желаем получить приблизительно однообразные устройства RepRap, каким конкретно должен быть этот размер?
По сути ли «размер, который минимизирует время сотворения копии» всегда будет подходящим?
• Так как запчасти нужно собирать вручную, то их размер не должен быть «слишком небольшим – человек обязан иметь возможность ухватить их пальцами и работать с ними; крепежи должны быть видными, чтоб можно было верно и точно соединить маленькие детали к деталям большего размера».
• Размер должен быть побольше: устройство должно быть довольно огромным, чтоб человек мог произвести желаемые предметы – чашечки, коробки и прочее. Чем больше объем рабочего места, тем больше размер производимых изделий.
• Прекрасно, если все устройство RepRap не очень огромное – довольно малогабаритное, чтоб можно было взять его с собой в поездку.
• Чем меньше, тем лучше: более недлинные профили отклоняются меньше под действием собственного веса и инерции. Также наименее длинноватые профили (для данного материала) отличаются большей точностью; либо же (для данной точности) могут быть сделаны из более дешевеньких, хрупких материалов, либо и то, и другое.
• Чем меньше, тем лучше: маленькие запчасти обойдутся, часто, дешевле
• Чем меньше, тем лучше: в неких случаях (к примеру, если мы используем сопла для экструдера 1-го и такого же размера, чтоб обеспечить однообразный напор подачи материала, как в Mini-Mendel) на создание маленьких деталей уходит меньше времени, при всем этом понижается (улучшается) скорость сотворения копии.
• Чем больше, тем лучше для детализации: некие некорректности в форме каждой детали неминуемы. Более большие размеры детали, позволяют сгладить эти некорректности; детали очень малеханьких размеров нереально сделать с нужной точностью.
• Чем больше, тем лучше для сборки: огромные устройства обычно проще калибровать. Сборка может пройти еще резвее, процесс займет меньше времени, если вы «на глаз» можете узреть все несоответствия и поправить их, ежели, если вам придется создавать различные особые вычисления. И, в конце концов, чем меньше различных крепежей, тем проще будет верно соединить все детали, и напротив.
Как сделать RepRap наименьшего размера
Некие люди желают строить объекты с точностью, которая еще выше, чем у стандартного RepRap. Другие предпочитают RepRap наименьшего размера, чтоб уменьшить время производства его запчастей. Модель Mini-Mendel стала, может быть, первой, разработанной специально, чтоб уменьшить процесс сборки. Но модели RepRap Breeder и Bonsai RepStrap, также RepRapBreeding – еще более ускорят этот процесс.
Нет ничего сложного, чтоб уменьшить размеры всех запчастей в системе CAD до данных характеристик. Но вам, может быть, пригодиться поработать с опциями дизайна. Вот некие вещи, не упустите их:
• При уменьшении размеров экструдера, увеличивается несоответствие размеров общей конструкции. Если всё становится очень плохо, тогда возрастает расход термический энергии так, что вы не будете успевать его восполнять, а материал для печати никогда не растает.
• Другие детали устройства RepRap, которые не были произведены RepRap, нужно выровнять до размеров наименьшего RepRap.
• Может быть, корпус наименьшего RepRep стоит сделать в виде нескольких огромных частей (либо даже целостным), ежели из огромного количества малеханьких деталей, которые нужно собирать вручную при помощи множества гаек и болтиков.
• Некие несовпадения в форме отдельных деталей – неминуемы. Если готовые детали, нужные для сборки RepRap, обязаны иметь точность, которую нереально достигнуть при печать на стандартном RepRap, тогда, может быть, вам стоит сделать целый ряд устройств. При всем этом каждое следующее будет малость наименьшего размера, но довольно огромным, чтоб предшествующая модель смогла создавать детали к следующей.
Как сделать RepRap большего размера
Некие люди желают создавать вещи огромных размеров (к примеру, кузов автомобиля), которые не поместятся снутри рабочего объема RepRap. Другие – печатают неограниченное количество изделий и желают прирастить лоток для материала, чтоб им не приходилось повсевременно поновой его заполнять. Несколько предшественников устройств подобного типа: Mendel Apollo, BigRap (больше узнаваемый как MegaRap), 1X2 Tallcat, MegaMendel, также Cubic Meter Bot.
Есть несколько подходов к созданию «увеличенной» машины, которая более-менее совместима с программным обеспечением и электроникой стандартного RepRap:
• Соберите RepRap либо RepStrap по стандартной схеме, используя стандартные детали и стержни (резьбовые стержни), только купите стержни вдвое больше по поперечнику и длине. Разрежьте их на стержни в два раза длиннее, чем в начальной модели.
• Все другое оставьте тех же размеров. Потом соберите отдельные детали воедино.
• Возьмите одну из моделей RepStraps, пристально определите все детали полноразмерной модели, потом необходимо вырезать все нужные детали по эталону начальных и собрать их воедино. Детали из дерева, метала и других материалов нужно сделать вдвое обширнее. Используйте стержни с поперечником вдвое большего размера.
• Возьмите одну из моделей RepStraps, пристально определите все детали полноразмерной модели, потом распечатайте их на одном из устройств – RepRap либо RepStrap. Нужно прирастить размеры пластмассовых деталей вдвое, используйте стержни с поперечником вдвое большего размера, и т.д.
• Если увеличенные детали вышли так большенными, что не помещаются посреди площади печати RepRap, тогда нужно поменять их дизайн: разбейте их на несколько отдельных деталей, которые поместятся посреди RepRap, потом соедините их проволокой либо скрутите, чтоб сформировать одну огромную цельную деталь. Либо: соберите несколько устройств, каждое из которых превосходит размеры предшествующего, но при всем этом довольно маленькие, чтоб запчасти для него могли произвести устройства прошлых размеров.
Нет ничего сложного, чтоб прирастить размеры всех запчастей в системе CAD до данных характеристик. Но вам, может быть, пригодиться поработать с опциями дизайна. Вот некие вещи, не упустите их:
• Предположительно, вы желаете прирастить сопла экструдера так, чтоб в новеньком устройстве он выделял больше материала.
• Другие детали (элементы) устройства RepRap, которые не были произведены RepRap, нужно выровнять до размеров увеличенного RepRap.
• При увеличении стержней (резьбовых стержней) нужно соблюдать все правильные пропорции, по другому это приведет к тому, что они согнутся. Очень длинноватые стержни не в состоянии выдержать даже свой вес.
• Вы сможете избежать появления такового эффекта: исправив несимметричность (длина должна соответствовать ширине), либо изменив его дизайн, но все таки, вы столкнетесь с необходимостью перейти на внедрение другого материала.