Масштабируемый 3D-принтер

Есть ли полноценный масштабируемый 3D-принтер?

Я видел примеры того, как китайские компании печатают целые дома, и мне любопытно, что принтеры / филаменты предназначены (или, по крайней мере, способны) масштабироваться для (очень) больших заданий на печать.

Поскольку большинству принтеров для хобби может потребоваться сотни часов на то, что все еще можно держать в наших руках, поэтому мне любопытно, есть ли какие-либо конструкции для принтеров, которые предназначены для эффективного выдавливания материала с легко масштабируемой областью печати.

Открытый источник / бесплатно предпочтительнее; хотя я интересуюсь любыми существующими дизайнами, включая коммерческие.

Одна большая проблема с масштабированием чего-либо вверх (или вниз) состоит в том, что не все свойства или характеристики линейно масштабируются.

Рассмотрим тривиальный случай: маленький кубик. Если вы удвоите размер, вы в четыре раза увеличите площадь поверхности и увеличите вес в восемь раз.

Если вы возьмете настольный 3D-принтер и удвоите его размер, он будет весить в 8 раз больше. Но все болты, удерживающие его вместе, всего в 4 раза прочнее. Таким образом, несущие болты эффективно испытывают удвоенную нагрузку (на единицу площади поперечного сечения); Точный фактор зависит от многих вещей (ориентация, кредитное плечо и т. д.).

Если вы увеличите в 10 раз, они потенциально будут в 10 раз сильнее, и, вероятно, сломаются.

Многие, многие детали будут иметь схожие проблемы: приводные ремни, которые в два раза шире и в два раза толще, все равно будут иметь 1/2 (относительную) прочность - и жесткость, которую должны преодолеть двигатели.

Шаговые двигатели должны перемещаться в 8 раз больше веса, и вам нужно, чтобы они двигались намного быстрее. Но степперы теряют крутящий момент, когда вы вращаете их быстрее.

Мой основной принтер - это в основном MendelMax 2, но ось Y примерно в 6 раз больше (X и Z нормальные). На MM2 вся платформа сборки движется вдоль Y - на моем принтере она весит намного больше, чем на обычном MM2 - это в 6 раз больше массы только из-за размера, кроме того, она должна быть намного жестче, чтобы избежать провисания над ней расстояние. Я пошел к большему двигателю, но он все еще мог едва двигать ось. В конце концов я заставил его двигаться с довольно нормальной скоростью, но для печати длинных объектов это действительно должно быть в 6 раз быстрее или около того.

Это потребовало бы удивительного двигателя - и действительно большой электроники, чтобы вести это.

Другой проблемой является материал для печати - волокно PLA диаметром 20 мм будет действительно впечатляющим, но его будет сложно найти, а катушку будет трудно поднять. Мощность, необходимая для его плавления, будет впечатляющей. Мостовые и домашние принтеры, которые я видел в отчетах, используют перекачиваемый бетон через насадку шириной около 100 мм (я понятия не имею, из чего состоит насадка, чтобы противостоять истиранию). Посмотрите, как этот гигантский 3D-принтер строит дом для некоторых интересных фотографий и видео.

Масштабирование - это увлекательный проект, но он сложнее, чем кажется.

Если я правильно понимаю ваш вопрос, похоже, вы смотрите где-то в области RepRap . Сообщество RepRap несет основную ответственность за бум в потребительской 3D-печати в последние 10 лет, и это, скорее всего, потому что это с открытым исходным кодом . Проекты RepRap в основном динамические (и большинство деталей могут быть напечатаны в 3D), поэтому вы можете теоретически построить большую раму для вашей машины и использовать механизм нарезки, который позволяет вам установить объем сборки. Я считаю, что Slic3r позволяет вам настраивать пространство сборки, хотя я не уверен.

Насколько я знаю, сейчас все «3D-принтеры», которые могут печатать дома, мосты и т. Д., Являются экспериментальными моделями (а иногда и очень сложными художественными проектами) - их просто не существует, за исключением разовых разработок. в качестве доказательства концепции, показывающей, что это может быть сделано.

Возможно, некоторые из этих проектов опубликовали свои планы и код, но они не предназначены для массового производства или общего пользования, даже если вам удастся создать еще одну копию одного из них, он, вероятно, сможет напечатать точно такой же проект, что и напечатанный оригинал.

Вы специально спросили о скорости, материале и области сборки:

Скорость: скорость действительно зависит от размера сопла принтера, типичный настольный принтер имеет сопло 0,4 мм, если заменить его соплом 1 мм, принтер будет примерно в два раза быстрее (площадь сопла 1,25 против площади сопла 3,14, при условии, что у вас есть хотенд, предназначенный для больших форсунок, которые могут достаточно быстро расплавить пластик).

Теперь «домашний принтер» не использует стандартную настольную модель (см. Материал ниже), а здания не имеют мелких деталей, поэтому вы можете сделать головку намного больше.

Однако, насколько я знаю, ранние прототипы все еще намного медленнее, чем обычные методы конструирования.

Материал: дома, как правило, не сделаны из пластика, у известных мне принтеров есть сварочное оборудование, а не горячая сталь.

Возможно, есть и другие методы, но я уверен, что все они используют типичные строительные материалы, такие как сталь, а не термопластик.

Размер: и, наконец, что не менее важно, очевидно, нецелесообразно создавать принтер на платформе размером с дом, домашние принтеры - это относительно небольшие роботы, которые перемещаются по всему строительному проекту, оставляя материал позади, а затем перелезают через предыдущий слой для печати. следующая часть.