tiskalnik 3d dlp · the thesis describes different types of 3d printers and the production of 3d...
TRANSCRIPT
UNIVERZA V MARIBORU
FAKULTETA ZA ELEKTROTEHNIKO,
RAČUNALNIŠTVO IN INFORMATIKO
Mitja Debeljak
TISKALNIK 3D DLP
Diplomsko delo
Maribor, september 2016
i
TISKALNIK 3D DLP
Diplomsko delo
Študent: Mitja Debeljak
Študijski program: Visokošolski študijski program Elektrotehnika
Smer: Avtomatika in robotika
Mentor: doc. dr. Nenad Muškinja, univ. dipl. inž. el.
Somentor: Slavko Cehner, univ. dipl. inž. el.
Lektorica: Tamara Kovačič, mag. prof. slov. jez. in mag. prof. ang.
ii
iii
ZAHVALA
Zahvaljujem se mentorju, dr. Nenadu Muškinji za
pomoč in vodenje pri pisanju diplomskega dela.
Prav tako se za spodbude, nasvete, znanje in
prijaznost zahvaljujem somentorju Slavku
Cehnerju, Gregorju Majcenu in podjetju Doorson
d.o.o., ki mi je omogočilo izvajanje praktičnega
pouka in pripomoglo pri pisanju diplome. Prav tako
se zahvaljujem vsem zaposlenim v podjetju.
Posebna zahvala gre staršem, ki so mi omogočili
študij in me podpirali skozi vsa leta študija.
Zahvaljujem se tudi svoji sestri Sanji za podporo in
vzor.
iv
TISKALNIK 3D DLP
Ključne besede: 3D tiskalnik, 3D DLP tehnologija, avtomatizacija, Raspberry Pi, koračni
motor
UDK: 004.356.2(043.2)
Povzetek
Diplomska naloga opisuje različne vrste 3D tiskalnikov in izdelavo 3D tiskalnika s
tehnologijo digitalnega svetlobnega procesa (Digital Light Processing ali DLP) za potrebe
podjetja Doorson d.o.o. V nalogi je opisan postopek izdelave, deljen na mehanski, elektro
in programski del ter podrobnejša predstavitev komponent, med katere kot pomembnejše
sodijo Raspberry Pi in koračni motor. Prikazana je primerjava obstoječega 3D tiskalnika s
tehnologijo ciljnega nalaganja (Fused Deposition Modeling ali FDM) z izdelanim 3D
tiskalnikom s tehnologijo DLP. Predstavljena je tudi stroškovna primerjava med izdelanim
3D DLP tiskalnikom in podobnim kupljenim produktom na trgu.
v
PRINTER 3D DLP
Key words: 3D printer, 3D DLP technology, automation, Raspberry Pi, stepper motor
UDK: 004.356.2(043.2)
Abstract
The thesis describes different types of 3D printers and the production of 3D printer Digital
Light Processing (DLP) developed to satisfy the needs of a company Doorson d.o.o. The
focus of the thesis is a manufacturing process, which is also described. It is divided into
mechanical, electrical and software section, with detailed description of important
components like Raspberry Pi and stepper motor. Furthermore, the thesis includes a
comparison of existing 3D printer from Fused Deposition Modeling (FDM) technology to
the newly created DLP 3D printer. Costs of production of 3D printer are presented and
compared to the costs of the similar product purchased on the market.
vi
KAZALO
1 UVOD ........................................................................................................................... 1
2 OPIS 3D TISKALNIKOV .......................................................................................... 2
2.1 RAZVOJ .................................................................................................................. 2
2.2 OSNOVNE KOMPONENTE 3D TISKALNIKOV ............................................................. 6
2.3 DELOVANJE 3D TISKALNIKOV ................................................................................ 7
2.4 UPORABA ............................................................................................................... 7
2.5 VRSTA 3D TISKALNIKOV GLEDE NA UPORABO ........................................................ 8
2.6 TEHNOLOGIJE 3D TISKALNIKOV ............................................................................. 9
2.6.1 Tehnologija stereolitogafije (STL) .................................................................... 9
2.6.2 Tehnologija selektivno lasersko sintranje (SLS) ............................................. 10
2.6.3 Tehnologija selektivno lasersko topljenje (SLM) ............................................ 11
2.6.4 Tehnologija digitalnega svetlobnega procesa (DLP) ...................................... 12
2.6.5 Tehnologija ciljnega nalaganja (FDM) .......................................................... 13
2.6.6 Tehnologija nalaganja krojenih plasti (LOM) ................................................ 15
2.6.7 Tehnologija brizganja (Inkjet) ......................................................................... 16
2.6.8 Tehnologija taljenja s pomočjo elektronov (EBM) ......................................... 17
2.6.9 Tehnologija laserskega selektivnega varjenja (LENS) .................................... 18
3 IZDELAVA 3D TISKALNIKA V PODJETJU DOORSON D.O.O. .................... 20
3.1 PREDSTAVITEV PODJETJA DOORSON D.O.O. .......................................................... 20
3.2 GLAVNI CILJI IN ZAHTEVE 3D TISKALNIKA ........................................................... 21
3.3 IZBIRA TEHNOLOGIJE ............................................................................................ 22
3.4 LASTNOSTI PRVEGA 3D TISKALNIKA .................................................................... 22
4 PODROBNEJŠI OPIS IZDELAVE DRUGEGA 3D TISKALNIKA ................... 26
4.1 MEHANSKI DEL ..................................................................................................... 26
4.1.1 Ohišje ............................................................................................................... 26
4.1.2 Vodilo z vodenim vozičkom.............................................................................. 29
4.1.3 Navojno vreteno z matico ................................................................................ 30
4.1.4 Postelja z nosilcem .......................................................................................... 32
4.1.5 Posoda ............................................................................................................. 32
4.1.6 Ogledalo z nosilcem ........................................................................................ 33
vii
4.1.7 Nosilec motorja ............................................................................................... 34
4.1.8 Vodilo projektorja ........................................................................................... 35
4.2 ELEKTRO DEL ....................................................................................................... 36
4.2.1 Napajanje ........................................................................................................ 36
4.2.2 Krmilna elektronika ......................................................................................... 37
4.2.3 Projektor .......................................................................................................... 39
4.2.4 Vmesnik povezav .............................................................................................. 42
4.2.5 Koračni gonilnik motorja ................................................................................ 43
4.2.6 Motor ............................................................................................................... 45
4.2.7 Senzor .............................................................................................................. 47
4.3 PROGRAMSKA OPREMA ......................................................................................... 48
4.3.1 Program za izdelavo 3D modelov ................................................................... 48
4.3.2 Program za predelovanje izdelanega 3D modela v 3D DLP obliko ............... 50
4.3.3 Uporabniški vmesnik ....................................................................................... 50
4.4 PRIMERJAVA MED FDM IN DLP 3D TISKALNIKA ................................................. 51
4.5 STROŠKOVNI POGLED IZDELAVE 3D DLP TISKALNIKA ......................................... 55
5 SKLEP ........................................................................................................................ 57
6 VIRI ............................................................................................................................ 58
7 VIRI SLIK .................................................................................................................. 61
viii
KAZALO SLIK
Slika 2.1: Charles Hull, izumitelj 3D SLA tiska in soustanovitelj podjetja 3D Systems [1] 2
Slika 2.2: Natisnjena 3D ledvica [2] ...................................................................................... 3
Slika 2.3: RepRap verzija 1.0 [3] .......................................................................................... 4
Slika 2.4: 3D natisnjeno letalo Aircraft in avtomobil Urbee [4] ........................................... 5
Slika 2.5: Pištola, natisnjena s 3D tiskalnikom [5] ................................................................ 5
Slika 2.6: Stena natisnjena s 3D tiskalnikom [6] ................................................................... 6
Slika 2.7: Natisnjena hrana [7] .............................................................................................. 8
Slika 2.8: Shematski prikaz STL tehnologije [8] ................................................................ 10
Slika 2.9: Shematski prikaz SLS in SLM tehnologije [9] ................................................... 11
Slika 2.10: Shematski prikaz DLP tehnologije [10] ............................................................ 13
Slika 2.11: Shematski prikaz FDM tehnologije [11] ........................................................... 14
Slika 2.12: Shematski prikaz LOM tehnologije [12] ........................................................... 15
Slika 2.13: Shematski prikaz Inkjet tehnologije z brizganjem veziva [9] ........................... 16
Slika 2.14: Shematski prikaz Inkjet tehnologije z brizganjem fotopolimerne tekočine [9] 17
Slika 2.15: Shematski prikaz EBM tehnologije [9] ............................................................. 18
Slika 2.16: Shematski prikaz LENS tehnologije [13].......................................................... 19
Slika 3.1: Zunanji izgled podjetja Doorson d.o.o. [14] ....................................................... 21
Slika 3.2: Načrt za izdelavo prvega 3D DLP tiskalnika ...................................................... 23
Slika 3.3: Konstrukcija ohišja prvega 3D DLP tiskalnika ................................................... 23
Slika 3.4: Postelja in posoda prvega 3D DLP tiskalnika ..................................................... 24
Slika 3.5: Končan prvi 3D DLP tiskalnik ............................................................................ 25
Slika 3.6: Natisnjen izdelek s prvim 3D DLP tiskalnikom.................................................. 25
Slika 4.1: Aluminijasti profili s kotniki za ogrodje 3D tiskalnika ....................................... 27
Slika 4.2: Načrt za izdelavo drugega 3D DLP tiskalnika .................................................... 27
Slika 4.3: Stranice za zapiranje ohišja ................................................................................. 28
Slika 4.4: Ohišje 3D tiskalnika ............................................................................................ 28
Slika 4.5: Ventilator z mrežo ............................................................................................... 29
Slika 4.6: Vodilo z vodenim vozičkom in navojno vreteno z matico................................. 29
Slika 4.7: Shematski prikaz vodila z vodenim vozičkom [15] ............................................ 30
Slika 4.8: Navojno vreteno z matico in nosilcema [16] ...................................................... 31
ix
Slika 4.9: Shematski prikaz matice na navojnem vretena [17]............................................ 31
Slika 4.10: Spojna sklopka [18] ........................................................................................... 31
Slika 4.11: Postelja z nosilcem ............................................................................................ 32
Slika 4.12: Posoda za fotopolimerno smolo ........................................................................ 33
Slika 4.13: Usmeritev svetlobnega snopa iz projektorja [19] .............................................. 34
Slika 4.14: Ogledalo z nosilcem .......................................................................................... 34
Slika 4.15: Motor z nosilcem ............................................................................................... 35
Slika 4.16: Vodilo projektorja ............................................................................................. 36
Slika 4.17: Napajalnik RS-25-12 ......................................................................................... 37
Slika 4.18: Raspberry Pi 3 v ohišju 3D DLP tiskalnika ...................................................... 37
Slika 4.19: Priključek GPIO s razporeditvijo pinov [20] .................................................... 38
Slika 4.20: Raspberry Pi 3 z opisi [21] ................................................................................ 39
Slika 4.21: Shematski prikaz DLP projektorja z žarnico [22] ............................................. 40
Slika 4.22: Projektor Acer H6510BD .................................................................................. 41
Slika 4.23: Priključki projektorja Acer H6510BD .............................................................. 41
Slika 4.24: Vmesnik povezav .............................................................................................. 43
Slika 4.25: Koračni gonilnik motorja A4988 s hladilnikom [23] ........................................ 44
Slika 4.26: Shematski prikaz priključitve koračnega gonilnika motorja A4988 [24] ......... 45
Slika 4.27: Koračni motor JK42HM48-1504 [25] .............................................................. 46
Slika 4.28: Mere koračnega motorja tipa NEMA17 [26] .................................................... 46
Slika 4.29: Prikaz omejitve v spodnjem položaju s končnim stikalom ............................... 47
Slika 4.30: Končno stikalo z nosilcem iz pleksi stekla ....................................................... 48
Slika 4.31: Najpopularnejši programi za izdelovanje 3D modelov [27] ............................. 49
Slika 4.32: Izgled uporabniškega vmesnika [28]................................................................. 51
Slika 4.33: 3D FDM tiskalnik (levo) in izdelan 3D DLP tiskalnik (desno) ........................ 54
Slika 4.34: Natisnjen izdelek s 3D FDM tiskalnikom (levo) in 3D DLP tiskalnikom (desno)
..................................................................................................................................... 55
x
KAZALO TABEL
Tabela 4.1: Nastavitev mikrokorakov z natančnostjo motorja in pomika postelje ............. 44
Tabela 4.2: Primerjava med obstoječim 3D FDM in izdelanim 3D DLP tiskalnikom ....... 53
Tabela 4.3: Stroški materiala mehanskega dela................................................................... 56
Tabela 4.4: Stroški materiala elektro dela ........................................................................... 56
xi
UPORABLJENI SIMBOLI
A – amper
cm – centimeter
dB – decibel
€ – evro
g – gram
GB – giga bajt
GHZ – giga herz
h – ura
Hz – hertz
kg – kilogram
km – kilometrov
l – liter
m – meter
mm – milimeter
mH – mili henry
MHz – mega herz
N – Newton
nm – nanometer
W – Watt
V – volt
µm – mikrometer
° – stopinje
°C – stopinj Celzija
Ω – ohm
xii
UPORABLJENE KRATICE
2D – (two dimenzional) – dvodimenzionalnost
3D – (three dimenzional) – tridimenzionalnost
ABS – (Acrylonitrile Butadiene Styrene) – Akrilonitril butadien stiren
AC – (Alternating current) – izmenična napetost
Ang – angleško
CAD – (Computer Aided Design) – računalniško podprto načrtovanje
CNC – (Computer numerical controlled) – računalniško številčen nadzor
CRT – (cathode ray tube) – katodna cev
DC – (Direct current) – enosmerna napetost
DLP – (digital light procesing) – tehnologija digitalnega svetlobnega procesa
EBM – (Electron Beam Melting) – taljenje s pomočjo elektronov
FDM – (Fused Deposition Modeling) – tehnologija ciljnega nalaganja
GPIO – (general purpose input/output) – večnamenski vhodi in izhodi
HDMI – (High-Definition Multimedia Interface) – visoko ločljivostni večpredstavnostni
vmesnik
Inkjet – Tehnologija brizganja
IP – (Ingress protection) – stopnja zaščite
LCD – (Liquid Cristal Display) – zaslon s tekočimi kristali
LENS – (Laser engineered net shaping) – lasersko selektivno varjenje
LOM – (ang. laminated object manufacturing) – Tehnologija nalaganja krojenih plasti
MIT – (Massachusetts Institute of Technology) – inštitut za tehnologijo v Massachusetts-u
NEMA – (National Electrial Manufacturer) – ameriško združenje za standardizacijo
električne in zdravstvene opreme
PLA – (Polylactic acid) – polilaktična kislina
PTFE – (Polytetrafluoroethylene) – politetrafluoroetilen
PWM – (Pulse-width modulation) – pulzno-širinska modulacija
RAR – (Roshal Archive) – datotečni arhiv
RP – (rapid prototyping) – hitra izdelava prototipov
SD – (Secure digital) – spominska kartica
SLM – (ang. Selective laser melting) – selektivno lasersko topljenje
xiii
SLS – (Selective laser sintering) – selektivno lasersko sintranje
STL ali SLA – (Stereolithography) – stereolitogafija
USB – (Universal Serial Bus) – univerzalno serijsko vodilo
UV – (Ultraviolet) – ultravijolična
Tiskalnik 3D DLP
1
1 UVOD
Živimo v času, ko so 3D (tridimenzionalni) tiskalniki postali vse bolj iskani, dostopni in
uporabni. Njihova cena pada zaradi vplivov industrije, povečanega povpraševanja in hitre
izdelave prototipov s čim nižjimi stroški in čim manjšim odpadom. Industrija je že od leta
1980 naprej spodbujala razvoj 3D tiskanja oziroma tako imenovano aditivno proizvodnjo.
Ta omogoča pretvorbo digitalnega modela CAD (ang. Computer Aided Design) v fizične
izdelke oziroma prototipe, ki jih lahko inženir dodatno preuči, preveri izgled in lastnosti ter
poda predloge o morebitnih popravkih pred nadaljnjo proizvodnjo. Aditivna tehnologija je
v nenehnem razvoju. Cilj tehnologije je uporaba tako za prototipe kot tudi za množično
proizvodnjo. [1, 2]
Cilj diplomskega dela je izdelati 3D tiskalnik glede na potrebe oziroma zahteve podjetja
Doorson d.o.o. Izdelan tiskalnik mora biti hitrejši, natančnejši in zanesljivejši od že
obstoječega tiskalnika tehnologije FDM (tehnologija ciljnega nalaganja), ki ga imajo v
podjetju. Prav tako morajo biti stroški izdelave nižji od nakupa novega 3D tiskalnika.
Diplomska naloga je razdeljena na teoretični in praktični del. V teoretičnem delu je opisan
razvoj, delovanje, uporaba in tehnologije 3D tiskalnikov. V praktičnem delu pa je zajeta
izdelava 3D tiskalnika, ki je deljena na mehanski, elektro in programski del ter opis
podjetja, v katerem smo 3D tiskalnik izdelali. Prikazana je primerjava že obstoječega 3D
tiskalnika, tehnologije FDM z novo izdelanim 3D tiskalnikom tehnologije DLP.
Predstavljeni so stroški izdelave lastnega 3D tiskalnika v primerjavi s kupljenim. Opisane
so tudi težave, ki so se pojavile pri izdelavi in izbiri komponent, s katerimi smo se soočali
pri izvedbi.
Tiskalnik 3D DLP
2
2 OPIS 3D TISKALNIKOV
2.1 Razvoj
Zaradi velikega vpliva industrije po čim hitrejši izdelavi in povečanju potreb po hitro
izdelanih prototipih s čim manj odpada in nižjimi stroški se je aditivna tehnologija začela
razvijati že v poznih 80. letih prejšnjega stoletja. Sprva je bila poimenovana s kratico RP
(rapid prototyping), kar je pomenilo hitro izdelavo prototipov. [3]
Aditivna tehnologija je dobila nove razsežnosti, ko je Charles Hull leta 1984 razvil SLA
(stereolitografijo) 3D tiskanja in danes velja za tako imenovanega očeta te veje tiskalnikov.
Vidimo ga na sliki 2.1. Hull je postavil temelje ne le SLA tiskanju, ampak tudi SLS
(selektivno lasersko sintranje) tiskanju in .stl formatu datoteke, ki ga trenutno potrebujemo
za 3D-tisk na praktično katerem koli 3D tiskalniku. Leta 1986 je izdal patent za SLA 3D
tiskalnik. Nekaj let za tem kot soustanovitelj je ustanovil podjetje 3D Systems, ki je bilo
takrat v monopolu na ameriškem trgu. Leta 1992 se je podjetje 3D Systems združilo s
podjetjem DTM in tako se je začela prodaja uporabnih SLA 3D tiskalnikov, ki lahko
natisnejo zapletene objekte v razmeroma kratkem času. [4]
Slika 2.1: Charles Hull, izumitelj 3D SLA tiska in soustanovitelj podjetja 3D Systems [1]
Tiskalnik 3D DLP
3
Tehnologija se je po letu 1984 začela razvijati v več smeri in navdušila razne znanstvenike
iz različnih področij. Tehnologija, ki je bila uporabljena v 90-ih letih, je še dandanes v
uporabi ampak precej izboljšana. [4]
Leta 1988 Scott Crump izumi FDM tehnologijo, ki še danes velja za eno izmed pogosteje
uporabljenih tehnologij. Leta 1991 je podjetje Helisys na trg izdalo tiskalnik s tehnologijo
LOM (nalaganje krojenih plasti). Leta 1992 je podjetje Stratasys začelo s prodajo prvega
3D FDM tiskalnika z imenom 3D Modeler. Podjetje Massachusetts Institute of Technology
(MIT) je leta 1993 patentiralo 3D tehnologijo podobno kot brizgalni tiskalnik pri 2D
tiskanju. Leta 1995 je podjetje Corporation pridobilo licenco od podjetja MIT za uporabo
in razvijanje tehnologij na osnovi 3D tiskalnikov. S predstavitvijo 3D tiskalnika Actua
2100 podjetja 3D Systems so prvič uporabili izraz 3D tiskalnik kot stroj za hitro izdelavo
prototipov. [5]
Pomemben mejnik predstavlja leto 1999, ko so uporabo 3D tiskanja preizkusili v medicini.
Takrat so prvič uporabili metodo bio tiskanja za ustvarjanje umetnega mehurja z živimi
celicami, ki so ga tudi uspešno implementirali v paciente. Naslednji pomemben mejnik so
postavili leta 2002, ko so s pomočjo 3D tiskalnika natisnili delujoče ledvice. Le-teh niso
implantirali v pacienta ampak so v laboratoriju delovale 4 mesece (slika 2.2). [4]
Slika 2.2: Natisnjena 3D ledvica [2]
Zanimiv koncept se je pojavil leta 2005 v Veliki Britaniji z idejo, »če 3D tiskalniki tiskajo
prototipe in organe, lahko tiskajo tudi sami sebe.« [4] Tako je nastal 3D tiskalnik, ki je
Tiskalnik 3D DLP
4
zmožen natisniti sestavne dele za nov 3D tiskalnik. Vidimo ga na sliki 2.3. Iz tega
koncepta se je razvil odprtokodni projekt RepRap, ki je kasneje postal močna konkurenca
ostalim komercialnim 3D tiskalnikom. 3 leta za tem se je pojavil entuziast, ki je na podlagi
načrtov RepRap tiskalnika natisnil dele svojega prvotnega tiskalnika. [4]
Slika 2.3: RepRap verzija 1.0 [3]
Leto 2006 je prvi 3D tiskalnik SLS (selektivno lasersko sintranje) tehnologije postal
dostopen v industriji za proizvodnjo industrijskih delov. Tiska z elastomeri in polimeri, kar
je omogoča večjo trdoto in gostoto. Njegovi prednosti sta dobro razvidne podrobnosti in
hitro tiskanje. [6]
Nato se je leta 2008 pojavilo podjetje Shapeways z možnostjo 3D storitev za izrise in tisk
objektov na različnih področjih kot so umetnost, arhitektura in oblikovanje. V tem letu
prav tako nastane proteza noge z vsemi deli in gibljivimi sklepi, natisnjena v enem tisku.
Leta 2009 je postalo 3D tiskanje dostopno širši javnosti, na kar je močno vplivalo podjetje
Makerbot s prodajo kitov po dostopni ceni za sestavo domačih 3D FDM tiskalnikov. [6]
Leta 2010 se je aditivna tehnologija razširila v zračno in avtomobilsko industrijo, med
oblikovalce nakita ter v kulinariko. Leto kasneje je nastalo robotsko letalo, narejeno v
enem tednu z razmeroma nizkimi stroški, ki je bilo v celoti natisnjeno. V Kanadi so
izdelali ekonomičen avtomobil z natisnjenim ohišjem. Le-ta lahko doseže hitrosti preko
Tiskalnik 3D DLP
5
200 km/h. Njegova cena, ki znaša okoli 50 000 €, je zaradi majhne porabe ekonomično
opravičena. Na sliki 2.4. vidimo natisnjeno letalo in avtomobil. [6]
Slika 2.4: 3D natisnjeno letalo Aircraft in avtomobil Urbee [4]
Z možnostjo tiskanja iz zlata in srebra se olajša tudi delo oblikovalcev in zniža cena nakita.
Leta 2012 so zdravniki in inženirji uporabili 3D tiskalnik, narejen v podjetju LayerWise na
Nizozemskem za tiskanje prve proteze za spodnji del čeljusti. Protezo so uspešno vstavili v
usta 83-letne ženske, ki je obolevala za kronično infekcijo kosti. Do danes so natisnili že
marsikatero drugo kost. [6]
Leta 2013 je Cody Wilson natisnil prvo pištolo, ki je prikazana na sliki 2.5. [7]
Slika 2.5: Pištola, natisnjena s 3D tiskalnikom [5]
Leta 2014 je kitajsko podjetje WinSun razvilo 3D tiskalnik velikih dimenzij, ki skozi šobo
brizga beton za tiskanje hiš. Stene hiš so natisnjene, medtem ko ostaja streha zaradi
tehničnih ovir nenatisnjena. Izgled takšne hiše je viden na sliki 2.6. [8]
Tiskalnik 3D DLP
6
Slika 2.6: Stena natisnjena s 3D tiskalnikom [6]
Leta 2015 NASA pošlje prvi 3D tiskalnik v vesolje za gradnjo baz na luni. Dandanes 3D
tiskalniki tiskajo razne objekte. [4]
2.2 Osnovne komponente 3D tiskalnikov
Tiskalnik kot osnovo potrebuje ohišje, ki drži komponente skupaj. Lahko je narejen iz
plastike ali kovine odvisno od različnih tehnologij tiskanja. Z ohišjem vplivamo na estetiko
tiskalnika, kar hkrati lahko poviša stroške in težavnost sestavljanja. Njegova funkcija je
ojačitev naprave in preprečevanje zunanjih vplivov. Z močnejšim ohišjem se izboljša tudi
natančnost tiska. [9]
Naslednji del je glava, ki se lahko premika v vse tri smeri po x, y in z osi. Na njej lahko
leži izločevalnik tople plastike, brizgalnik tekočine in laserski ali svetlobni vir. Pri 3D
tiskalniku se lahko giblje tudi postelja tiskalnika, ki se nahaja pod ali nad izdelkom.
Pomikanje je običajno omogočeno s pomočjo navojnega vretena, ki ga poganja motor
neposredno preko osi ali preko jermenice z jermenom. Ob navojnem vretenu je vodilo z
vodenim vozičkom.
Motorji so prav tako sestavni del printerja, saj pomikajo glavo ali posteljo. Najpogosteje so
koračni bipolarni motorji tipa NEMA17 z enosmernim 12V napajanjem zaradi dobre
natančnosti, navora, primerne velikosti in cene.
Tiskalnik 3D DLP
7
Možgani 3D tiskalnika so mikrokrmilniki, ki nadzorujejo proces delovanja z vhodnimi in
izhodnimi napravami. Vhodi so senzorji, pomnilniške enote in upravljalne komponente.
Senzorji krmilniku javljajo položaj in temperaturo materiala. Lahko so kontaktni ali
brezkontaktni; za kontaktne senzorje uporabimo končna stikala, medtem ko so
brezkontaktni senzorji lahko kapacitivni, induktivni, svetlobni, zvočni ali temperaturni.
Prednost pri uporabi brezkontaktnih senzorjev je preprečitev obrabe materialov. Izhodne
naprave mikrokrmilnika so motorji za pomik, grelci ali viri oddajanja svetlobe. Pri DLP
tehnologiji oddajamo svetlobo s pomočjo projektorja, pri SLS tehnologiji pa z laserskim
žarkom. Mikrokrmilnik potrebuje programski zapis za upravljanje tiskalnika, ki ga
napišemo, ali že narejenega predelamo za naš 3D tiskalnik ter ga naložimo na
mikrokrmilnik. Upravljanje 3D tiskalnika je lahko izvedeno žično ali brezžično. Žično na
tiskalniku, brezžično pa na zunanji elektronski napravi z wireless ali bluetooth povezavo.
2.3 Delovanje 3D tiskalnikov
Pri 3D tiskalniku nas predvsem zanima, kako pravzaprav deluje in kako naše ideje pretvori
v izdelek. Najprej moramo koncept spremeniti v digitalno obliko CAD (ang. Computer
Aided Design). Za tiskanje potrebujemo izrisan 3D model v G-kodo oziroma datoteko s
končnico stl (ang. Standard Tesselation Language). Tovrstna datoteka vsebuje množico
večkotnikov, razrezanih v tiskalniku razumljive sloje. Datoteko preoblikujemo v 3D
tiskalniku razumljivo obliko in jo naložimo z USB (Universal Serial Bus) ključem ali
preko interneta na mikrokrmilnik. [10]
3D tisk je pravzaprav izdelava z nanosi dodajanja v plasteh. Medtem ko je nasprotna
tehnologija CNC (Computer numerical controlled) obdelava z odstranjevanjem materiala,
pri kateri gre za izdelavo manjšega predmeta iz večjega. [10]
2.4 Uporaba
Za izdelavo predmeta s 3D tiskalniki se lahko uporabi veliko različnih materialov, kot so
guma, plastika, papir, poliuretanski materiali, železo, jeklo, kobalt, titan, aluminij, zlato,
Tiskalnik 3D DLP
8
srebro, keramika ali beton. Izbira materiala je odvisna od zmogljivosti tiskalnika oziroma
tehnologije tiskanja. [10]
Uporablja se v različnih panogah, kot so medicina, vojska, letalstvo, avtomobilizem,
gradbeništvo in prehrana. S tiskalniki lahko natisnemo miniaturne modele, darila, nakit,
protetične ude (proteze), slušne pripomočke, bionično uho, čeljust, orožje, meso, usnje,
hrano, hišo, tkanine, bazo na luni ali raketne dele. Slika 2.7 prikazuje natisnjeno hrano.
[11]
Slika 2.7: Natisnjena hrana [7]
2.5 Vrsta 3D tiskalnikov glede na uporabo
Glede na uporabo ločimo tiskalnike za domačo in industrijsko uporabo. Mnoga podjetja se
trudijo razviti cenovno dostopen 3D tiskalnik. Na spletu je opisanih tudi nekaj projektov za
izdelavo 3D tiskalnika. Z njimi lahko z nekaj znanja, sposobnosti in dokaj nizkim
finančnim vložkom izdelamo preprostejši tiskalnik za tiskanje manj natančnih izdelkov.
[12]
Cene 3D tiskalnikov se sicer nižajo, vendar so še vedno visoke za domačo uporabo, zato se
ti še vedno uporabljajo predvsem v podjetjih za industrijsko rabo. [12] Industrijski 3D
tiskalniki so že dlje časa na trgu, kljub temu pa še niso tako razširjeni, saj so počasni in
niso primerni za količinsko tiskanje. Uporabljajo se večinoma za tiskanje prototipov in
izdelkov narejenih po meri, ki jih ni na trgu. Vhodni materiali so dragi in natisnjenim
Tiskalnik 3D DLP
9
izdelkom ne pokrijejo stroškov izdelave. Zato se 3D tiskanje uporablja predvsem v
cenovno višji industriji, kot je vesoljska tehnologija, medicina, avtomobilska industrija in
izdelava nakita. Tam potrebujejo specifične oblike izdelkov višje kakovosti.
Glede na to, da si vsak ne more privoščiti 3D tiskalnika ali ga ne potrebuje toliko, da bi
opravičil ceno nakupa, obstaja na trgu že nekaj ponudnikov storitev 3D tiskanja. Takšna
podjetja po navadi ponujajo spletne storitve. Za tiskanje potrebujejo načrt izdelka v
digitalni obliki.
2.6 Tehnologije 3D tiskalnikov
Poznamo več vrst tehnologij 3D tiskalnikov. V nadaljevanju bomo opisali principe
delovanja pogostejše uporabljenih.
2.6.1 Tehnologija stereolitogafije (STL)
Tehnika STL (stereolitogafija, angleško stereolithography) je bila ena izmed prvih v
zgodovini. Zraven kratice STL se uporablja tudi SLA in SL. Gre za laserski proces s
fotopolimerno smolo, ki reagira z žarkom UV svetlobe in tako tvori precizen postopek
izdelave. Laserski žarek je usmerjen na x in y os površine postelje 3D tiskalnika.
Fotopolimerna smola se strdi, ko laser doseže površino. Ko je en sloj končan, se postelja
spusti, kar se nadaljuje dokler ni izdelek končan celoten. [13, 14]
Zaradi narave procesa je zahtevana podpora strukture za določene dele natisnjenega
izdelka, predvsem viseče ali podrezane. Takšne podpornike je treba kasneje ročno
odstraniti. Mnoge 3D tiskane izdelke je potrebno čistiti s pomočjo intenzivne svetlobe v
napravi podobni pečici, da izdelek postane trden. Ta vrsta tehnologije je znana po tem, da
pridobimo ene izmed bolj gladkih površin izdelkov, saj nalaganje plasti ni toliko opazno.
Ena izmed slabosti je tudi visok strošek materiala fotopolimerne smole, saj se giblje v
cenovnem razponu približno 50 evrov za kilogram. Slika 2.8 prikazuje tiskanje s STL
tehnologijo. [13]
Tiskalnik 3D DLP
10
Slika 2.8: Shematski prikaz STL tehnologije [8]
2.6.2 Tehnologija selektivno lasersko sintranje (SLS)
Pri selektivnem laserskem sintranju (ang. selective laser sintering ali SLS) gre za lasersko
tehnologijo, ki se je razvila iz STL tehnologije. Razlika je v tem, da se pri tej namesto
fotopolimerne smole uporablja prah. Gre za laserski proces, ki ga imenujemo sintranje
oziroma zgoščevanje. Izdelek pridobimo iz prahu s segrevanjem materiala pod temperaturo
tališča. Materiali, ki se uporabljajo so plastika, steklo, porcelan in najlon. [13]
Ohišje mora biti popolnoma zaprto, saj je zelo pomembno, da tiskalnik vzdržuje natančno
določeno temperaturo na stopinjah tališča specifičnega materiala. Najprej tiskalnik nanese
nekaj mikronov prahu na površino postelje. Nato optični sistem pomika laser po x in y osi.
Ko se laser združi s površino prašnega materiala, se le ta sintra oziroma združi v
oblikovane dele. Ob vsakem zaključenem sloju se postelja zniža in valjar zgladi površino
postelje za naslednjo plast, ki se mora združiti s prejšnjo plastjo.
Ko se tiskanje zaključi, moramo odpadni prah ločiti od natisnjenih delov in ga umakniti iz
naprave. Odpadni prah je naknadno možno tudi reciklirati oziroma ponovno uporabiti. Ena
izmed prednosti je, da ostanki prahu služijo kot opora visečim ali podrezanim delom
izdelka, zato lahko natisnemo kompleksne oblike izdelkov, ki jih ne moremo izdelati z
drugo tehnologijo izdelave. Slabost je le daljši čas ohlajanja izdelka, saj so za izdelavo s
Tiskalnik 3D DLP
11
takšnim procesom potrebne zelo visoke temperature. Nekateri materiali še vedno zahtevajo
infiltracijo z drugim materialom za izboljšanje mehanskih lastnosti in odpravo poroznosti.
Izdelki pridobljeni s sintranjem so mnogo močnejši kot s tehnologijo STL ali DLP, čeprav
generalno gledano končna površina ni toliko dobra. [13]
2.6.3 Tehnologija selektivno lasersko topljenje (SLM)
Pri tehnologiji selektivnega laserskega topljenja (ang. selective laser melting ali SLM) je
postopek podoben kot pri SLS laserski tehnologiji, vendar tukaj talimo in ne sintramo
prahu. Laser poveže prah s taljenjem in s tem ustvari trdno strukturo. Tukaj so potrebni
močnejši laserji in višje temperature za taljenje, ki se uporabljajo predvsem za kovinske
materiale kot so aluminij, nerjaveče jeklo, titan in kobalt-krom. Medtem ko tehnologijo
SLS uporabljamo predvsem za plastične materiale oziroma materiale nižje trdote. Izdelki
imajo kasneje enake lastnosti kot sam material, so trdni in obstojni. Tudi ta prah je
naknadno možno reciklirati oziroma ponovno uporabiti. Slika 2.9 prikazuje 3D tiskanje s
pomočjo SLS in SLM tehnologije. [13]
Slika 2.9: Shematski prikaz SLS in SLM tehnologije [9]
Tiskalnik 3D DLP
12
2.6.4 Tehnologija digitalnega svetlobnega procesa (DLP)
DLP ali angleško digital light procesing je podobna STL tehnologiji, saj tudi ta tiska s
pomočjo fotopolimerne smole, ki se nahaja v posodi in se ob stiku s svetlobo strdi. Glavna
razlika je v svetlobnem viru, saj le-ta uporablja običajen svetlobni vir iz DLP projektorja,
ki se lahko odbija od ogledala ali direktno osvetli stekleno dno posode. Svetloba osvetljuje
dno posode dokler se fotopolimerna smola ne strdi. [13] Ko se ta strdi se postelja z
izdelkom nekoliko dvigne, da priteče fotopolimerna smola za naslednjo plast. Nato se
postelja spusti nazaj na višino naslednje plasti in izdelek namoči v posodo. Postopek
ponavlja vse do zadnje plasti izdelka.
Količina fotopolimerne smole v posodi mora biti tolikšna, da zadošča za celotno plast
izdelka. V primeru, da tiskamo večje izdelke in zmanjka fotopolimerne smole za naslednjo
plast, jo lahko med postopkom tudi dolijemo.
DLP tehnologija osvetli celotne plasti izdelka in je zato hitrejša kot STL tehnologija, ki
osvetli le točkovno plast izdelka. Obe vrsti tehnologije tiskata zelo natančno. Natančnost
izdelka po x in y osi pa je odvisna od ločljivosti projektorja in velikosti izdelka. Na
velikost natisnjenega izdelka vpliva tudi oddaljenost DLP projektorja. [13]
Podobno poteka tudi podporna struktura in utrjevanje izdelka. Prednost DLP pred STL
tehnologijo je, da je potrebna plitvejša kad fotopolimerne smole za pospešitev postopka,
kar nam posledično znižuje obratovalne stroške in zmanjša porabo fotopolimerne smole.
Mehanske lastnosti končnega izdelka izboljšamo z UV svetlobo, ki ga utrdi. Na sliki 2.10.
vidimo shematski prikaz DLP tehnologije. [13]
Tiskalnik 3D DLP
13
Slika 2.10: Shematski prikaz DLP tehnologije [10]
2.6.5 Tehnologija ciljnega nalaganja (FDM)
Gre za najpogosteje uporabljeno in prepoznavno obliko 3D tiskalnika. Angleški prevod je
Fused Deposition Modeling (FDM). Deluje s topljenjem plastike s pomočjo ekstruderja ali
brizgalne glave. Z njo naprava nalaga plast za plastjo na površino izdelka, glede na
podatke, poslane 3D tiskalniku. Vsaka plast se strdi, ko je položena in se zlije s prejšnjo
plastjo. Pri strjevanju materiala si tiskalnik pomaga z vgrajenim ventilatorjem. [14]
Plastični material stali brizgalna glava do pol tekočega stanja. Le-ta s pomočjo motorja
vleče material iz zvitka, ki ga segreje na točno določeno temperaturo in ga potiska skozi
grelno šobo. Glava se pomika po x in y osi. Material v zvitku imenujemo filament, ta se
stopljen brizga na posteljo, ki se pomika po višini. Filament se na izdelku takoj strdi in
zlije s prejšnjo plastjo. V kolikor je to potrebno, predvsem pri večjih previsih, si tiskalnik
natisne tudi podporni kos, ki ga moramo pri končnem izdelku odstraniti. Lahko ga
odlomimo, odrežemo ali raztopimo. [15]
Tiskalnik 3D DLP
14
Razvitih je že kar nekaj kakovostnih materialov za tovrstni postopek. Najpogosteje
uporabljena materiala sta ABS (Akrilonitril butadien stiren) in PLA (polilaktična kislina).
Na voljo so tudi materiali z magnetnimi in prevodnimi lastnostmi ter lastnostmi podobnimi
gumi in karbonu. Prednost te tehnologije je, da lahko dobimo cenovno ugodnejše vhodne
materiale kot pri ostalih tehnologijah, cene se namreč gibljejo od 20 evrov na kilogram. S
FDM tehnologijo je možno hkratno tiskanje s več različnimi materiali ali barvami.
Odpadkov praktično ni, prav tako ni škodljivih snovi in prahu, sam postopek pa je
relativno hiter. Končni izdelki so dokaj trdni in ne potrebujejo dodatne obdelave. Za
določene geometrijske oblike lahko proces traja dlje časa, problem pa se lahko pojavi pri
vodotesnosti končnega produkta, saj plasti niso zlite dovolj tesno skupaj. Težavo lahko
rešimo z Acetonom, ki zlepi, stali in zatesni plasti skupaj. Potek tiska s FDM tehnologijo je
viden na sliki 2.11. [13]
FDM tehnologija se deli na štiri različne oblike: kartezični, delta, SCARA in polarni
tiskalnik. [13]
Slika 2.11: Shematski prikaz FDM tehnologije [11]
Tiskalnik 3D DLP
15
2.6.6 Tehnologija nalaganja krojenih plasti (LOM)
Tehnologija nalaganja krojenih plasti (ang. laminated object manufacturing ali LOM)
deluje tako, da plasti izdelka skroji oziroma odreže iz materiala s pomočjo glave, ki se
premika po x in y osi in vsebuje nož ali laser. Pridobljene plasti izdelka nalaga eno na
drugo s pomočjo pomika postelje po z osi navzdol, le-te pa skupaj spoji z vezivom ali
lepilom. Tiskalnik porabi več lepila za izdelek, manj pa za del, ki služi kot podpora
izdelku. Kot materiale lahko uporablja standardni kopirni papir, plastiko, folijo ali kovine.
[13]
Končni izdelek je običajno prototip, ki je lahko večjih velikosti in ne potrebuje dobrih
mehanskih lastnosti. Pri samem procesu tiskanja nastane ogromno odpadnega materiala,
saj je ves material, ki se odreže od plasti izdelka, odpad. Pri končnem izdelku moramo
odstraniti odpadni neuporabljen material, ki ga tiskalnik razreže v obliki mreže za lažjo
odstranitev. Ta vrsta 3D tiskalnika je dokaj nestabilna z večjo možnostjo okvar, saj zaradi
več gibljivih delov potrebuje dodatno vzdrževanje. Shematski prikaz 3D tiska z LOM
tehnologijo nazorno prikazuje slika 2.12. [16]
Slika 2.12: Shematski prikaz LOM tehnologije [12]
Tiskalnik 3D DLP
16
2.6.7 Tehnologija brizganja (Inkjet)
Ta vrsta tehnologije je zelo podobna 2D (dvodimenzionalnim) brizgalnim tiskalnikom.
Obstajata dve vrsti tovrstnih tiskalnikov. Prvi za tiskanje uporablja prah, ki ga z valjarjem
razporedi po postelji. Zatem brizga še vezivo, ki ga selektivno razprši po postelji. Ko je ena
plast narejena, valjar zgladi površino. Za zlitje z naslednjimi plastmi tiskalnik prevleče
vezivo z brizgalno glavo, ki se pomika po x in y osi. Za vsako naslednjo plast se postelja
pomika navzdol po z osi. Prednost tovrstnega 3D tiskalnika je, da ne potrebuje podpore
natisnjenemu izdelku, ker prah na postelji sam po sebi to že zagotavlja. Poleg tega se lahko
uporabijo materiali, kot so keramika in hrana, slednja se uporablja predvsem za sladice,
kjer prah nadomesti sladkor. Zelo preprosto je tudi dodajanje barvne palete z mešanjem
treh različnih barv v brizgalni glavi, ki je hkrati lahko tudi vezivo. V tem primeru mora biti
prah bele barve za natančno določitev barv. Njegova slabost pa je, da izdelki niso tako
močni kot s procesom sintranja in zahtevajo naknadno obdelavo, da zagotovijo trajnost in
obstojnost. Slika 2.13 prikazuje Inkjet tehnologijo z brizganjem veziva. [13]
Slika 2.13: Shematski prikaz Inkjet tehnologije z brizganjem veziva [9]
Drugi tip Inkjet tehnologije je brizganje fotopolimerne tekočine v tekočem stanju. Razlika
pri tem je, da uporablja tudi UV svetlobo, posteljo in komoro pa je potrebno ves čas
segrevati na določeno temperaturo za lažje sprijemanje plasti. Tiskalnik lahko iz več
brizgalnih glav brizga tekočino z različnimi lastnostmi in barvami, ki jih strdi z UV
svetlobo, ko je vsaka posamezna plast že naložena. Je zelo natančna metoda, izdelki pa so
precizni z gladko površino. Pri tem tipu so potrebni tudi podporni stebri, ki se z UV
Tiskalnik 3D DLP
17
svetlobo le delno osvetlijo za lažjo odstranitev. Slika 2.14 prikazuje Inkjet tehnologijo z
brizganjem fotopolimerne tekočine. [13]
Slika 2.14: Shematski prikaz Inkjet tehnologije z brizganjem fotopolimerne tekočine [9]
2.6.8 Tehnologija taljenja s pomočjo elektronov (EBM)
3D tehnologija se v angleščini imenuje Electron Beam Melting (EBM). Sama tehnologija
je bila razvita v Švedskem podjetju Arcam. Tiskalnik je podoben laserskemu sintranju
kovin iz kovinskega prahu (metoda SLS). Razlika je vir toplote, saj namesto laserja
uporablja elektronski snop, ki zahteva, da se postopek izvaja pod vakuumskimi pogoji
zaradi boljšega in natančnejšega nadzora elektronov. Nadzoruje se s pomočjo tuljav, ki
omogočajo magnetno polje. Pri tiskanju se lahko temperatura dvigne tudi do 1000 stopinj
Celzija zaradi materialov kot so titan in aluminij. [13]
Tiskalnik lahko oblikuje zgoščene kovinske izdelke. Zaradi natančnosti in kakovosti
končnih izdelkov se uporablja v medicini za implantate. Prav tako v vesoljski in
avtomobilski industriji. Tehnologija je zapletena in draga, zato je tudi redko uporabljena.
Način EBM 3D tiskanja je prikazan na sliki 2.15. [13]
Tiskalnik 3D DLP
18
Slika 2.15: Shematski prikaz EBM tehnologije [9]
2.6.9 Tehnologija laserskega selektivnega varjenja (LENS)
Angleško poimenovana tehnologija Laser engineered net shaping (LENS) poteka z
dodajanjem prahu na posteljo. Tehnologija je podobna SLM tehnologiji, razlikuje se v tem,
da se prah ne nanaša na celotno površino postelje, ampak točkovno. Skozi tiskalno glavo
plin potiska prah in hkrati hladi točkovni nanos. Prah se stali ob osvetlitvi z laserjem, ki
sveti skozi glavo. Glava točkovno nanaša plast s pomikom postelje po x in y osi ter se po
končanem nanosu plasti pomakne navzgor po z osi in nadaljuje z nanosom naslednje plasti.
[17]
Končni izdelki imajo dobre mehanske lastnosti enake samemu materialu. Zaradi
kompleksnosti, visokih stroškov, teže in velikosti se naprava redko uporablja, četudi je
metalni prah dobro dostopen. Slika 2.16 prikazuje postopek LENS tehnologije. S to
tehnologijo lahko tudi popravljamo že izdelane izdelke, narejene iz titana in ostalih kovin.
[17]
Tiskalnik 3D DLP
19
Slika 2.16: Shematski prikaz LENS tehnologije [13]
Tiskalnik 3D DLP
20
3 IZDELAVA 3D TISKALNIKA V PODJETJU DOORSON
D.O.O.
V podjetju Doorson d.o.o. delam kot študent že dlje časa, tam sem opravljal tudi dvo-
mesečno praktično izobraževanje. Izrazil sem željo, da pri njih pišem diplomsko nalogo.
Nato so mi ponudili možnost, da izdelam 3D tiskalnik in v svoji nalogi pišem o tej
tematiki. Ideja mi je bila všeč, zanimiva ter primerna za mojo izobrazbo, zato sem se
odločil za izvedbo projekta. Dobil sem mentorja na podjetju in delo se je pričelo. Čeprav je
projekt oziroma tehnologija 3D tiskalnika v teoriji dokaj enostavna, se kasneje v praksi
izkaže kot zahtevna. Izvedba projekta je lažja na podjetju, kjer so prisotni nasveti in pomoč
mentorja ter ostalih zaposlenih. Ob enem pa podjetje tudi financira projekt, ki pripomore k
razvoju, kreativnosti in produktivnosti podjetja. Projekt bi lahko bil kar velik finančni
zalogaj za študenta, ki za večkratno uporabo ne potrebuje 3D tiskalnika.
Izdelali smo dva 3D tiskalnika, ki ju potrebuje podjetje. Prvega smo namenili za nadaljnji
razvoj fotopolimerne smole, medtem ko bodo drugega uporabljali za potrebe tiskanja
prototipov in manjših delov za izdelavo drsnih vrat. V nadaljevanju je opisano podjetje
Doorson ter zasnova in koncept izdelave obeh 3D DLP tiskalnikov, podrobneje pa bomo
predstavili sestavne dele drugega tiskalnika.
3.1 Predstavitev podjetja Doorson d.o.o.
Podjetje DOORSON d.o.o. je bilo ustanovljeno leta 1990 v 100 % privatni lasti s strani
dveh fizičnih oseb. Dejavnost podjetja je proizvodnja izdelkov avtomatskih vrat za prehod
ljudi. Družba je razdeljena na nabavo, proizvodnjo, servis, prodajo in razvoj. Proizvaja in
prodaja avtomatska, požarna, interierna in rotirajoča vrata. Danes zaposlujejo okoli 40
ljudi. [18] Zunanji izgled podjetja je viden na sliki 3.1.
Tiskalnik 3D DLP
21
Slika 3.1: Zunanji izgled podjetja Doorson d.o.o. [14]
V prvem obdobju svojega obstoja je podjetje sledilo vodilnim proizvajalcem avtomatskih
vrat ter ob tem nabiralo bogate izkušnje. V drugem obdobju, ki ga označuje zadnjih 10 let,
pa je s svojim delom, rezultati ter visoko stopnjo inovativnosti intenzivneje utiralo lastno
razvojno pot. Podjetje je odprlo predstavništvo v Sarajevu za pokrivanje tržišča BiH in
kasneje še enoto v Zagrebu, organizirano kot hčerinsko podjetje. [18]
Podjetje poizkuša dohiteti tehnološke novitete konkurenčnih proizvodov. Veliko sredstev
vlaga v uvajanje novega informacijskega sistema. Cilji podjetja so proizvodnja tehnološko
dovršenih izdelkov z visoko dodano vrednostjo, katerih prodaja je usmerjena v izvoz. [18]
3.2 Glavni cilji in zahteve 3D tiskalnika
Cilji novega tiskalnika so bili, da mora biti hitrejši, natančnejši in stabilnejši od
obstoječega 3D tiskalnika FDM tehnologije, ki ga imajo na podjetju že dlje časa. Podjetje
potrebuje 3D tiskalnik za tiskanje plastičnih delov, ki se uporabljajo za nosilce motorja,
nosilce navojnega vretena, stranske pokrove maske nad drsnimi vrati, za držala za pomik
vrat in za razne prototipe.
Zahteve, ki smo jih želeli doseči z novim tiskalnikom, so natančnost 50 mikronov pri
izdelku velikosti 8x4 cm (dolžina, širina), dober izgled, cenejša izdelava od že ponujenih
Tiskalnik 3D DLP
22
končnih 3D tiskalnikov manjših dimenzij ohišja in hkrati možnost čim večje dimenzije
tiska 3D izdelkov, ki naj bi znašale 20x10x30 cm (širina, globina, višina). Želeli smo
narediti namizni 3D tiskalnik. Material izdelka mora biti primerljiv z mehanskimi
lastnostmi ABS plastike ali boljši.
3.3 Izbira tehnologije
Po tehtnem premisleku in preučevanju različnih vrst tehnologij smo izbrali izdelavo 3D
DLP tiskalnika, ki smo ga opisali v poglavju 2.6.4. Menili smo, da bomo s to vrsto
tehnologije dosegli željene cilje in zahteve. Že na začetku smo se dogovorili, da bomo
izdelali dva tovrstna tiskalnika. Razlog za to je delno bil vložek v razvoj, delno pa iskanje
cenovno ugodnejše fotopolimerne smole ter izboljšanje mehanskih lastnosti izdelka.
Ponudba fotopolimerne smole je slaba, cene za kilogram pa se gibljejo od 50 € naprej.
Tako se je naše podjetje dogovorilo, da prvi tiskalnik, ki ga sestavimo, pošljemo na Visoko
šolo za tehnologijo polimerov v Slovenj Gradcu, kjer bodo zadolženi za razvijanje
fotopolimerne smole.
3.4 Lastnosti prvega 3D tiskalnika
Po izdelavi prvega 3D DLP tiskalnika smo ugotovili, da ima izdelek nekaj pomanjkljivosti.
Zaradi večjih zunanjih mer, predvsem višine, ima tiskalnik nestabilno ohišje, kar vpliva na
natančnost natisnjenega izdelka. Prednost večjega ohišja je enostavna postavitev
projektorja, ki direktno osvetljuje dno posode. Nahaja se v pokončnem položaju spodnjega
dela tiskalnika. Slika 3.2 prikazuje načrt za izdelavo prvega 3D DLP tiskalnika.
Tiskalnik 3D DLP
23
Slika 3.2: Načrt za izdelavo prvega 3D DLP tiskalnika
Zaradi večjega ohišja tiskalnika je tudi poraba materiala večja in posledično so stroški
konstrukcije višji. Ohišje prvega 3D tiskalnika vidimo na sliki 3.3. Odprto ohišje je
dopuščalo zunanji vpliv posredne sončne svetlobe in strjevalo fotopolimerno smolo. Hkrati
pa zaradi odprtega ohišja ni bilo težav s pregrevanjem projektorja, mikrokrmilnika in
napajalnika.
Slika 3.3: Konstrukcija ohišja prvega 3D DLP tiskalnika
Tiskalnik 3D DLP
24
Pri posodi se je pojavila težava zaradi uporabe premehkega dna. Narejena je bila iz
debelejše folije, ki se je ob pritisku postelje zvila in povzročila ukrivljenost dna izdelka.
Težava se je pojavila tudi pri postelji, narejeni iz gladke podlage brez luknjic, kar je
povzročalo pojav zračnega mehurja, ob tem pa ni bilo dovolj pretoka za naslednji nanos
fotopolimerne smole. Slika 3.4 prikazuje omenjeno posteljo in posodo.
Slika 3.4: Postelja in posoda prvega 3D DLP tiskalnika
Projektor je neenakomerno osvetlil dno posode, kar je vodilo v neenakomerno trdoto
izdelka, različno debelino slojev in neenakomerno prijemanje spodnjega dela izdelka na
posteljo. Te težave ni bilo možno rešiti z obstoječim programskim vmesnikom za
mikrokrmilnik Arduino Uno. Pogrešali smo možnost brezžične povezave, saj smo morali
za upravljanje s programskim vmesnikom imeti priključen računalnik.
Prednost 3D tiskalnika je bila možnost nastavitve naklona postelje ter močna konstrukcija
nosilca postelje. Pozitivna lastnost je tudi enostaven, pregleden in hitro učljiv programski
vmesnik, ki je omogočal razne nastavitve, sproten vpogled stanja in časa tiskanja. Kljub
kakšni pomanjkljivosti je 3D tiskalnik dober za preizkušanje in razvoj fotopolimerne
smole, prav tako dobro natisne manj zahtevne izdelke. Slika 3.5 prikazuje končan prvi 3D
DLP tiskalnik, na sliki 3.6 pa je viden natisnjen izdelek.
Tiskalnik 3D DLP
25
Slika 3.5: Končan prvi 3D DLP tiskalnik
Slika 3.6: Natisnjen izdelek s prvim 3D DLP tiskalnikom
Tiskalnik 3D DLP
26
4 PODROBNEJŠI OPIS IZDELAVE DRUGEGA 3D
TISKALNIKA
Ob izdelavi in preizkusu prvega 3D tiskalnika smo se mnogo naučili. Vse pomanjkljivosti
smo pri drugem tiskalniku skušali popraviti in narediti izboljšano verzijo 3D tiskalnika, ki
ostane na podjetju. Tudi pri drugem tiskalniku smo se odločili za izdelavo DLP
tehnologije. V nadaljevanju ga bomo podrobneje opisali in razdelili glede na mehanske,
elektro in programske lastnosti.
4.1 Mehanski del
Mehanski del 3D DLP tiskalnika vsebuje ohišje, vodilo, navojno vreteno, posteljo, posodo
in ogledalo z nosilcem. Izbira, izdelava in prav tako tudi natančna sestava teh sestavnih
delov vpliva na mehanske lastnosti 3D tiskalnika, ki so pomembne za natančen 3D tisk. Pri
izdelavi mehanskega dela 3D tiskalnika nam je bil v veliko pomoč hitro in lahko dostopen
material, ki smo ga večinoma že imeli na podjetju Doorson. Uporabljeni materiali so: razni
kovinski profili, vijaki, podložki, matice, lesene in plastične plošče. Obdelavo materiala so
nam olajšali razni stroji za rezanje, rezkanje, vrtanje, izrezovanje navojev, brušenje ter
pomoč sodelavcev na podjetju. Kljub temu smo za izdelavo mehanskega dela 3D tiskalnika
potrebovali največ časa.
4.1.1 Ohišje
Dimenzije ohišja 3D tiskalnika znašajo 50x50x80 cm (širina, globina, višina), kar je
primerno za namizno postavitev. Ogrodje je sestavljeno iz posebnih aluminijastih profilov
dimenzije 30x30 mm različnih dolžin ter aluminijastih L profilov za povezavo ogrodnih
profilov, ki jih vidimo na sliki 4.1. Pri izdelavi smo si pomagali z načrtom, ki ga vidimo na
sliki 4.2.
Tiskalnik 3D DLP
27
Slika 4.1: Aluminijasti profili s kotniki za ogrodje 3D tiskalnika
Slika 4.2: Načrt za izdelavo drugega 3D DLP tiskalnika
Ohišje smo na spodnji strani zaprli z leseno vezano ploščo, ostale stranice pa so
kombinirane z aluminijem in plastiko, vidne na sliki 4.3. Vse plošče so z vijaki privite na
ogrodje.
Tiskalnik 3D DLP
28
Slika 4.3: Stranice za zapiranje ohišja
Sprednjo stran smo pustili odprto zaradi lažjega vpogleda in možnosti morebitnega
popravila. Na spodnjo stranico smo namestili 4 po višini nastavljive noge. S temi bomo
tudi na neravni površini vodoravno izravnali tiskalnik. Zaprtje ohišja je ojačalo tiskalnik,
izboljšalo njegov izgled, hkrati pa služi preprečevanju negativnih zunanjih vplivov,
predvsem sončne svetlobe, ki bi lahko strdila fotopolimerno smolo. Slika 4.4 prikazuje
končano ohišje 3D tiskalnika.
Slika 4.4: Ohišje 3D tiskalnika
Tiskalnik 3D DLP
29
Po vgradnji projektorja smo zaznali segrevanje zraka v ohišju, ki bi lahko povzročilo
pregretje elektronskih naprav. Ta problem smo rešili tako, da smo iz zadnje stranice
izrezali luknjo premera 10 cm in dodatno vijačili ventilator z mrežo, ki ga vidimo na sliki
4.5.
Slika 4.5: Ventilator z mrežo
4.1.2 Vodilo z vodenim vozičkom
Uporabili smo linearno vodilo tipa SSR, ki skrbi za zanesljiv horizontalen pomik nosilca
postelje po z osi. Dolgo je 50 cm in primerno za naše premo gibanje. Nahaja se na zadnji
stranici 3D tiskalnika. Vidimo ga na sliki 4.6.
Slika 4.6: Vodilo z vodenim vozičkom in navojno vreteno z matico
Tiskalnik 3D DLP
30
Po vodilu se giblje vodeni voziček, ki smo ga mehansko omejili na obeh straneh z
namenom preprečitve izpada iz vodila. V notranjosti vodenega vozička so utori, po katerih
se gibljejo medsebojno povezane kroglice. Povezavo med kroglicami izboljšamo z
mazanjem z mazalnim čepom. Tako zmanjšamo trenje in hrup. Slika 4.7 prikazuje
shematski prikaz vodila z vodenim vozičkom. [19]
Slika 4.7: Shematski prikaz vodila z vodenim vozičkom [15]
4.1.3 Navojno vreteno z matico
Navojno vreteno (model SFU1605) dolžine 60 cm pretvarja rotacijsko v premo gibanje, ki
premika vodeni voziček z nameščeno posteljo. Navojno vreteno ob vrtenju za 360°
premakne posteljo za 4 mm. Nahaja se vzporedno z vodilom in je pritrjeno z nosilcema na
ogrodje ohišja.
V obeh nosilcih se nahaja kroglični ležaj zaprtega tipa, ki omogoči vrtenje navojnega
vretena z majhnim trenjem. Za pomik po navojnem vretenu je potrebna matica s podobnim
principom delovanja kot vodeni voziček. Prav tako opravlja funkcijo mazanja, ki ga
omogoča mazalni čep. Navojno vreteno z matico in nosilcema vidimo na sliki 4.8, slika 4.9
pa prikazuje notranjost matice.
Tiskalnik 3D DLP
31
Slika 4.8: Navojno vreteno z matico in nosilcema [16]
Slika 4.9: Shematski prikaz matice na navojnem vretena [17]
Za povezavo med navojnim vretenom in motorjem potrebujemo aluminijasto spojno
sklopko, ki omogoča majhen zamik in naklon za lažji priklop motorja. Spojna sklopka
skrbi, da se tako motor kot navojno vreteno enakomerno vrtita. Slika 4.10 prikazuje spojno
sklopko.
Slika 4.10: Spojna sklopka [18]
Tiskalnik 3D DLP
32
4.1.4 Postelja z nosilcem
Postelja pomika natisnjen izdelek po z osi. Sestavlja jo večja aluminijasta plošča, ki meri
200x100x5 mm (dolžina, širina, debelina). Ta plošča nam določa največjo možno dolžino
in širino izdelka. Za doseganje večje natančnosti in boljšega oprijema natisnjenega izdelka
moramo postelji nastaviti naklon po x in y osi, da je vzporedna dnu posode. Posteljo lahko
enostavno ročno odstranimo za lažje čiščenje. Po celotni površini ima mrežno razporejene
luknje premera 3 mm, ki preprečujejo nabiranje zraka in izboljšujejo pretok fotopolimerne
smole po posodi.
Nosilec postelje povezuje vodeni voziček, matico navojnega vretena in posteljo. Nosilec je
sestavljen iz treh kovinskih delov. Biti mora dovolj trden, da prepreči zvijanje in
upogibanje. Na sliki 4.11 je vidna celotna postelja z nosilcem.
Slika 4.11: Postelja z nosilcem
4.1.5 Posoda
Posoda je namenjena zbiranju fotopolimerne smole. Nahaja se približno na sredini
tiskalnika in nam omogoča približevanje in oddaljevanje projektorju. S približevanjem
posode k viru svetlobnega snopa manjšamo sliko, tako dobimo manjši izdelek z večjo
natančnostjo po x in y osi, in obratno kadar jo oddaljujemo. Moramo pa paziti, da dobimo
celoten snop svetlobe v prozorni del dna posode.
Tiskalnik 3D DLP
33
Posodo nam je po naročilu izdelalo zunanje podjetje, ki se ukvarja z rezkanjem. Od
podjetja, ki je izdelovalo posodo smo zahtevali, naj bo ta močna in trdna. Podane so bile
tudi notranje mere, ki so morale biti 20x10x3 cm (dolžina, širina, višina) in sestavljene iz
več delov zaradi možnosti razstavljanja. Dno posode mora biti vodotesno, ravno in
prozorno ter mora omogočati čiščenje. Ravno površino smo pridobili z namestitvijo stekla,
preko katerega je prevlečen sloj teflonske (PTFE ang. Polytetrafluoroethylene) folije za
lažje čiščenje. Na sliki 4.12 vidimo izdelano posodo.
Slika 4.12: Posoda za fotopolimerno smolo
4.1.6 Ogledalo z nosilcem
Zaradi nizkega ohišja smo morali projektor postaviti v ležeč položaj. S tem smo izgubili
neposredno usmeritev svetlobnega snopa v dno posode. Pravilno usmeritev svetlobe smo
dosegli z ogledalom, ki smo ga postavili v naklonu pod kotom 45 stopinj, kot prikazuje
slika 4.13. Za preprečitev loma ali popačenja snopa svetlobe iz projektorja, smo izbrali
posebno ogledalo z odbojem na prvo površino. Ogledalo mora biti dovolj veliko in
locirano na pravi višini, da zajame cel snop svetlobe. Za doseganje natančne usmeritve v
posodo ima nosilec ogledala nastavljiv kot naklona in možnost oddaljevanja ter
približevanja projektorju. Nosilec ogledala je pritrjen na dno tiskalnika, kar vidimo na sliki
4.14.
Tiskalnik 3D DLP
34
Slika 4.13: Usmeritev svetlobnega snopa iz projektorja [19]
Slika 4.14: Ogledalo z nosilcem
4.1.7 Nosilec motorja
Nosilec potrebujemo za čvrsto pritrditev motorja na ogrodje ohišja. Nahaja se v spodnjem
delu 3D tiskalnika. Narejen je iz aluminijastega L profila debeline 4 mm, kar zadošča trdni
pritrditvi motorja. V nosilec so navrtane luknje za vijačenje motorja na ogrodje ohišja.
Nosilec motorja je viden na sliki 4.15.
Tiskalnik 3D DLP
35
Slika 4.15: Motor z nosilcem
4.1.8 Vodilo projektorja
Vodilo projektorja se nahaja v spodnjem delu tiskalnika in omogoča pomik projektorja po
y osi, po kateri se približuje in oddaljuje od ogledala. Ta pomik posledično zmanjšuje ali
povečuje sliko. Zaradi vodila pa projektor kljub pomikanju vedno oddaja svetlobni snop v
ogledalo pod pravilnim kotom.
Vodilo je sestavljeno iz levega in desnega dela. Levi del je narejen iz aluminijastega L
profila, ki je vijačen v spodnjo stranico 3D tiskalnika. Desni pa je pritrjen na desni ogrodni
profil. Nameščena sta vzporedno z razmakom, ki je enak širini projektorja. Ko je projektor
v želeni legi ga pripnemo z gumijastim trakom. Pri izvedbi obeh vodil smo morali paziti,
da le-ti ne prekrijejo zračnih rež, ki se nahajajo na levi in desni strani projektorja. Slika
4.16 prikazuje vstavljeno vodilo projektorja v 3D tiskalnik.
Tiskalnik 3D DLP
36
Slika 4.16: Vodilo projektorja
4.2 Elektro del
Elektro del tiskalnika smo razdelili na napajanje, krmilno elektroniko, projektor, vmesnik
povezav, koračni gonilnik motorja, motor in senzor.
4.2.1 Napajanje
Izbrali smo napajalnik RS-25-12, ki ga vidimo na sliki 4.17. Ta pretvori iz izmenične
omrežne napetosti 230 V frekvence 50 Hz v enosmerno napetost 12 V. Nahaja se v
spodnjem delu tiskalnika. Napaja Raspberry Pi, motor, koračni gonilnik motorja in
ventilator. Vgrajene ima prenapetostne varovalne sisteme, izravnavanje napetosti, zaščito
pred kratkim stikom ter led indikator vklopa. Dopušča največji izhodni tok 2,1 A z izhodno
močjo 25,2 W, kar zadošča našim izbranim komponentam. Ohišje je aluminijasto in meri
78x51x28 mm (dolžina, širina, višina), težek pa je 200 g. Napajalnik je pasivno hlajen in
deluje v temperaturnem razponu od -20°C do 70°C. Da ga ne pregrejemo, moramo topel
zrak odvajati iz ohišja tiskalnika. Stopnja zaščite znaša IP20, kar pomeni, da je zaščiten
pred vstopom trdih delcev do 12 mm in nima zaščite pred vplivom vode. Njegov izkoristek
je 81,5 %. [20]
Tiskalnik 3D DLP
37
Slika 4.17: Napajalnik RS-25-12
4.2.2 Krmilna elektronika
Za krmiljenje tiskalnika smo namestili mini računalnik Raspberry Pi 3. Njegovo velikost
lahko primerjamo z velikostjo kreditne kartice. Raspberry Pi se nahaja v levem spodnjem
delu 3D tiskalnika. Za lažjo pritrditev smo ga privili na pleksi steklo in prilepili na
stranico, kot je razvidno s slike 4.18.
Slika 4.18: Raspberry Pi 3 v ohišju 3D DLP tiskalnika
Krmilno elektroniko Raspberry Pi 3 smo uporabili zaradi zmogljivosti, možnosti
brezžičnega upravljanja, vgrajenih večnamenskih vhodov ter izhodov in že narejenega
uporabniškega vmesnika za 3D DLP tiskalnik.
Tiskalnik 3D DLP
38
Na Raspberry Pi smo izkoristili priključke GPIO, USB, HDMI, microSD režo in brezžično
povezavo (Wireless). Z GPIO (ang. general purpose input/output) so označeni
večnamenski vhodi in izhodi, ki so nazorno prikazani na sliki 4.19. GPIO priključek nam
omogoča krmiljenje tiskalnika, saj predstavlja fizični vmesnik med Raspberry Pi-jem in
priključenimi elektro elementi, kot so napajalnik, motor, senzor in koračni gonilnik
motorja. Tudi napajanje je priklopljeno na pine GPIO priključka. USB priključek smo
uporabili za nalaganje 3D modelov v uporabniški vmesnik krmilne elektronike in za
krmiljenje projektorja. HDMI priključek pa za oddajanje slik na projektor. Tiskalnik
upravljamo preko oddaljenega dostopa s pomočjo brezžične povezave (Wireless). [21]
Slika 4.19: Priključek GPIO s razporeditvijo pinov [20]
Kot zanimivost bi omenili DSI priključek na Raspberry Pi, ki omogoča nadgradnjo 3D
tiskalnika z manjšim zaslonom in CSI priključek za nadgradnjo s kamero. Slika 4.20
prikazuje lastnosti tiskalnika in dodatne priključke. [21]
Tiskalnik 3D DLP
39
Slika 4.20: Raspberry Pi 3 z opisi [21]
Tehnične lastnosti Raspberry Pi 3:
delovna napetost: 5 V;
delovni tok: do 1 A odvisno od priključenih elementov;
SoC: Broadcom BCM2837;
procesor: 64-bitni ARM Cortex-A53, 4×1.2GHz;
grafični procesor: Dvojedrni ko-procesor VideoCore IV 1 GB;
delovni pomnilnik: 1GB LPDDR2 (900 MHz)
podprti operacijski sistemi: ARM GNU/Linux in Windows 10 IoT;
brezžične povezave: 2.4GHz 802.11n wireless, Bluetooth 4.1, FM radio;
priključki: HDMI, 3,5 mm jack, micro USB, 4x USB 2.0, RCA, DSI, CSI, GPIO,
10/100 Ethernet;
micro SD reža;
mere: 85x56x17 mm (dolžina, širina, višina). [22]
4.2.3 Projektor
Projektor predstavlja vir svetlobe, ki osvetljuje vsako posamezno plast natisnjenega izdelka
fotopolimerne smole. Iz več plasti pa nastane končni izdelek.
Tiskalnik 3D DLP
40
Pri izbiri projektorja so pomembni tehnologija procesiranja svetlobe, svetilnost, ločljivost,
kontrastno razmerje in cena. Med pogostejše tehnologije procesiranja svetlobe spadajo
DLP, LCD (liquid-crystal display) in CRT (cathode ray tube). Kot nam že ime 3D DLP
tiskalnika pove, smo izbrali DLP projektor, pri katerem so uporabljena majhna zrcalca, ki
usmerjajo svetlobo. Slika 4.21 DLP nazorno prikaže tehnologijo procesiranja svetlobe. V
našem primeru je svetloba generirana preko Mercury žarnice, ki ima spekter primeren za
strjevanje fotopolimerov. Ta svetlobni spekter znaša od 380 do 450 nm.
Zaradi pomembnosti čim krajšega tiskanja potrebujemo projektor s čim večjo svetilnostjo,
ki hitreje strdi fotopolimerno smolo. Naslednja pomembna lastnost projektorja je ločljivost,
s katero vplivamo na natančnost izdelka po x in y osi. Izbrali smo projektor z ločljivostjo
1920x1080 zaradi bistveno ugodnejše cene od projektorja z ločljivostjo 4096x2160 in
zadoščanja zahtev natančnosti izdelka. [23]
Slika 4.21: Shematski prikaz DLP projektorja z žarnico [22]
Pri 3D DLP tiskanju uporabljamo svetlobo iz projektorja v črni in beli barvi. Bela barva
fotopolimerno smolo strjuje, črna pa ne. Za doseganje čim večje razlike med tema barvama
in posledično boljše kakovosti natisnjenega izdelka potrebujemo visoko kontrastno
razmerje projektorja, ki nam pove razmerje med najtemnejšo (črno) in najsvetlejšo (belo)
barvo. Pomembno vlogo pri izbiri projektorja je imela cena, saj le-ta lahko znaša tudi nad
Tiskalnik 3D DLP
41
1000 €. Izbrali smo projektor Acer H6510BD zaradi DLP tehnologije procesiranja svetlobe
in dobrega razmerja med ceno in tehničnimi lastnostmi (slika 4.22). [24]
Slika 4.22: Projektor Acer H6510BD
Na projektorju smo uporabili napajalni, HDMI (High-Definition Multimedia Interface) in
RS232 priključek. Napajanje projektorja smo priključili na izmenično napetost 230 V. S
HDMI priključkom smo povezali projektor z Raspberry Pi-jem. Priključek RS232 pa smo
povezali na USB priključek Raspberry Pi-ja. Ta povezava skrbi za krmiljenje projektorja,
lahko pa ga krmilimo tudi s tipkami na projektorju ali daljincem. Priključke projektorja
vidimo na sliki 4.23.
Slika 4.23: Priključki projektorja Acer H6510BD
Tiskalnik 3D DLP
42
Tehnične lastnosti:
tehnologija: DLP;
ločljivost: 1920×1080 Full HD;
kontrast: 10000:1;
žarnica: Osram 210W;
svetilnost: 3000 ANSI lumnov (standard), 2400 ANSI lumnov (varčna);
življenjska doba žarnice: 4000 ur (standard), 5000 ur (varčna);
format slike: 16:9, 4:3;
velikost prikazovanja: 117–760 cm;
maksimalna projekcijska razdalja: 8 m;
objektiv: 1:1,3 (ročno približevanje in fokus);
poraba energije: 210 W;
priključki: 2 x HDMI, RS232, mini USB, VGA IN, VGA OUT, komponenten
video, kompoziten video, S-Video, vhodni in izhodni zvok;
nastavitev naklona projektorja: ročni vertikalni +/-40;
zvočnik: 2 W mono;
glasnost ventilatorja: 26 dB (varčna), 32 dB (standard);
napajanje: 100–240 V AC;
velikost 26x22x8 cm: (dolžina, širina, višina);
teža: 2,5 kg. [25]
4.2.4 Vmesnik povezav
Vmesnik povezav smo naredili za povezave med električnimi komponentami (Rapberry Pi,
napajalnik, motor, ventilator, senzorji in koračni gonilnik motorja). V našem primeru
postavitve Raspberry Pi-ja morajo biti priključki na zgornji strani za lažjo priključitev. Za
stabilnejšo sestavo smo uporabili ploščo za tiskano vezje. Na njej so koračni gonilnik
motorja, stabilizator napetosti, mostiči, upori in priključki.
Vhodni in izhodni priključki na vmesniku povezav so namenjeni priklopu napajalnika,
motorja, obeh senzorjev in ventilatorja. Napajalni priključek enosmerne napetosti
neposredno napaja ventilator in motor, posredno pa preko pretvornika napetosti (model
Tiskalnik 3D DLP
43
R78C5.0-1.0) napaja tudi koračni gonilnik motorja in Raspberry Pi. Na koračnem
gonilniku z mostiči nastavljamo število mikrokorakov, kot je opisano v poglavju 4.2.5.
Pretvornik napetosti pretvori napetost iz 12 V na 5 V, s tem se izognemo dodatnemu 5 V
napajalniku. Na sliki 4.24 vidimo vmesnik povezav, na katerem je ostalo še nekaj prostih
pinov, ki nam omogočajo nadgradnjo tiskalnika z dodatnimi funkcijami.
Slika 4.24: Vmesnik povezav
Za stabilnost delovanja 3D tiskalnika smo uporabili upore z dvižno funkcijo (ang. pull-up).
Ti skrbijo za odpravo napetostnih motenj, da krmilnik lahko razlikuje med logično 1 in
logično 0. Logično 1 pomeni priklop na pozitivno napajanje (3,3–5 V), logično 0 pa
priklop na maso (0–3,3 V).
4.2.5 Koračni gonilnik motorja
Za krmiljenje koračnega motorja potrebujemo koračni gonilnik, ki je viden na sliki 4.25. Z
njim določamo smer vrtenja in izboljšamo natančnost motorja. Le-to izboljšamo tako, da
en korak koračnega motorja razdelimo na več mikrokorakov. S povečavanjem natančnosti
motorja pa izgubimo nekaj navora. Koračni gonilnik varuje motor pred kratkim stikom,
previsokim tokom motorja in pregrevanjem lastnega čipa. Omogoča pa tudi omejevanje
motorskega toka s pomočjo potenciometra. [26]
Tiskalnik 3D DLP
44
Slika 4.25: Koračni gonilnik motorja A4988 s hladilnikom [23]
V našem primeru smo izbrali koračni gonilnik A4988 in koračni motor JK42HM48-1504.
Izbran motor naredi z enim korakom zasuk za 0,9°, kar pomeni, da za en obrat (360°)
potrebuje 400 korakov. S koračnim gonilnikom A4988 lahko en korak razdelimo na 2, 4, 8
ali 16 mikrokorakov. Razdelitev koraka določimo na koračnem gonilniku z različnimi
kombinacijami povezovalnih mostičev iz napajalne napetosti na priključke MS1, MS2 in
MS3. Zaradi znanega koraka navojnega vretena, si lahko izračunamo natančnost pomika
postelje. [26] V tabeli 3.1 je prikazano nastavljanje števila mikrokoraka in izračuni
natančnosti obrata motorja ter pomika postelje.
Tabela 4.1: Nastavitev mikrokorakov z natančnostjo motorja in pomika postelje
MS1 MS2 MS3 Natančnost
mikrokoraka
Natančnost
zasuka motorja
JK42HM48-1504
Natančnost
pomika postelje
(z os)
0 V 0 V 0 V Polni korak 0,9° 10 µm
5 V 0 V 0 V Polovica koraka 0,45° 5 µm
0 V 5 V 0 V Četrtina koraka 0,225° 2,5 µm
5 V 5 V 0 V Osmina koraka 0,1125° 1,25 µm
5 V 5 V 5 V Šestnajstina koraka 0,05625° 0,625 µm
Na shematskem prikazu na sliki 4.26 je prikazana priključitev krmilne elektronike in
motorja na koračni gonilnik A4988. S krmilno elektroniko koračnemu gonilniku
Tiskalnik 3D DLP
45
definiramo vklop preko priključka ENABLE, smer vrtenja preko priključka DIR in s
priključkom STEP pošiljanje števila pulzov, ki določajo kot obrata motorja. [26]
Slika 4.26: Shematski prikaz priključitve koračnega gonilnika motorja A4988 [24]
Tehnične lastnosti koračnega gonilnika motorja A4988:
vmesnik: PWM;
vhodna napetost motorja: 8–35 V;
največji dovoljeni tok (s hladilnikom): 2 A;
vhodna logična napetost: 3–5,5 V;
natančnost mikrokoraka: cel, polovičen, četrtinski, osminski in šestnajstinski korak;
velikost: 15,24 x 20,32 mm;
teža: 2.4 g. [26]
4.2.6 Motor
Motor električno energijo pretvarja v mehansko. V našem primeru smo uporabili koračni
motor. Za razliko od ostalih enosmernih motorjev, ki se neprenehoma vrtijo, kadar so pod
napetostjo, se koračni motor vrti po korakih. Bistvena prednost pred ostalimi je, da ne
potrebuje povratne zanke, zato je cena koračnega motorja nižja kot pri ostalih
(servomotorjih). [27]
Tiskalnik 3D DLP
46
Koračni motor JK42HM48-1504, ki vrti navojno vreteno, smo uporabili zaradi cene,
natančnosti in primerne velikosti. Viden je na sliki 4.27.
Slika 4.27: Koračni motor JK42HM48-1504 [25]
Uporabljen motor ima 400 korakov na en obrat, kar pomeni, da ga lahko krmilimo s kotom
0,9°. Izbrali smo najpogosteje uporabljeno velikost motorja pri 3D tiskalnikih z oznako
NEMA 17(ang. National Electrial Manufacturer), ki je viden na sliki 4.28. [28].
Slika 4.28: Mere koračnega motorja tipa NEMA17 [26]
Tehnične lastnosti motorja JK42HM48-1504:
korak: 0.9° (400 korakov na en obrat);
nazivna napetost: 2,8 V;
največji tok: 1,5 A;
upornost faze: 2.9 Ω;
induktivnost faze: 6,5 mH;
največja osna sila: 10 N;
Tiskalnik 3D DLP
47
zadržni moment: 4,4 kg/cm;
največja radialna sila: 28N (20 mm od roba);
dovoljena temperatura: do 80 ;
delovna temperatura: -20 ~+50 ;
teža: 0,35 kg. [29]
4.2.7 Senzor
V 3D tiskalniku smo uporabili dva senzorja (Omron SS-5GL2), s katerima nadzorujemo
pomik postelje po z osi s pomočjo vodenega vozička. Senzorja sta postavljena na vrhu in
dnu pomika. V našem primeru sta v obliki mehanskih stikal, ki skrbita, da se motor ustavi,
ko vodeni voziček linearnega vodila doseže senzor, kot je prikazano na sliki 4.29. Tako
preprečita mehanske in električne poškodbe. Kot mehanske bi lahko opredelili poškodbe
materiala, medtem ko bi električne lahko povzročile preobremenitev motorja. Če senzor
pomaknemo na večjo razdaljo, povečamo hod postelje in omogočimo tiskanje višjih
izdelkov. Slika 4.30 prikazuje senzor, ki smo ga namestili na nosilec iz pleksi stekla zaradi
lažje pritrditve na ogrodje ohišja.
Slika 4.29: Prikaz omejitve v spodnjem položaju s končnim stikalom
Tiskalnik 3D DLP
48
Slika 4.30: Končno stikalo z nosilcem iz pleksi stekla
4.3 Programska oprema
Za tiskanje 3D izdelka potrebujemo program za izdelavo in pretvarjanje 3D modela ter
program za upravljanje s 3D DLP tiskalnikom.
4.3.1 Program za izdelavo 3D modelov
Na izbiro imamo več različnih računalniških programov za izdelovanje 3D modelov.
Program mora omogočati izvoz datoteke s končnico stl, saj brez te datoteke ne moremo
tiskati oziroma predelati 3D model v 3D tiskalniku razumljivo obliko. Na sliki 4.31 vidimo
25 najpopularnejših programov za izdelovanje 3D modelov. Pozorni moramo biti, da ima
program podporo za naš operacijski sistem in da ustreza naši stopnji znanja. Razdelimo jih
lahko na plačljive in brezplačne. Plačljivi veljajo za naprednejše in omogočajo več
možnosti, toda kot alternativo imamo na voljo veliko brezplačnih programov, s katerimi je
prav tako možno izdelovanje 3D modelov . Nekateri plačljivi programi so lahko zelo dragi,
nudijo pa nam brezplačno časovno omejeno preizkusno uporabo ali brezplačne študentske
verzije z omejenimi možnostmi.
Tiskalnik 3D DLP
49
Slika 4.31: Najpopularnejši programi za izdelovanje 3D modelov [27]
Kot zanimivost lahko omenimo tudi spletne programe za izdelovanje 3D modelov, ki
omogočajo enostavno izdelovanje manj zahtevnih 3D modelov kar preko spletnega
brskalnika. Najbolj znana spletna programa za izdelovanje 3D modelov sta TinkerCAD in
3DTin.
Sam sem predhodno že uporabljal brezplačen program za izdelovanje 3D modelov
SketchUP, ki ga ocenjujem kot enostavnega in preglednega, vendar pa za izvoz datoteke s
slt končnico potrebujemo PRO verzijo, ki je plačljiva.
Tiskalnik 3D DLP
50
4.3.2 Program za predelovanje izdelanega 3D modela v 3D DLP obliko
Program imenovan tudi razrezovalnik (ang. slicer) se uporablja za predelavo izdelanega 3D
modela v 3D DLP tiskalniku razumljivo obliko. Oblika, ki jo 3D DLP tiskalnik razume, je
sestavljena iz več slik, ki prikazujejo horizontalne plasti 3D modela. Slike so lahko
številčne, zato so strnjene v datotečni arhiv RAR ( ang. Roshal Archive). Število slik pa je
odvisno od višine 3D modela in nastavljene debeline plasti. Ta debelina določa natančnost
3D izdelka po z osi. Za natančnost pa je prav tako pomembna nastavitev ločljivosti
modela, ki je enaka največji ločljivosti projektorja.
Programa za predelovanje izdelanega 3D modela ne potrebujemo nujno za izdelke, ki ne
potrebujejo podpornih stebrov, saj to funkcijo opravi že sam uporabniški vmesnik. Zato je
ena izmed pomembnih dodatnih možnosti izris podpornih stebrov, ki je potreben za
določene 3D modele. To so modeli, pri katerih se večji del plasti ne nanaša neposredno nad
prejšnjo plastjo, kar pomeni, da se določen del plasti med tiskanjem nahaja v previsu brez
podpore.
Nekateri programi so brezplačni drugi plačljivi, razlikujejo pa se glede na zahtevnost
uporabe. Pogosteje uporabljeni programi za predelavo izdelanega 3D modela so: Slic3r,
Cura, Simplify 3D, Craftware, Open Source Slicer, Creation Workshop in Matt Ketter DLP
Sliser. V našem primeru smo uporabili Creation Workshop in Matt Ketter DLP Sliser, oba
sta brezplačna, zadnji omenjen pa se uporablja le na spletu in ga ni potrebno nameščati na
računalnik.
4.3.3 Uporabniški vmesnik
Z uporabniškim vmesnikom upravljamo 3D DLP tiskalnik. Uporabili smo grafični
uporabniški vmesnik NanoDLP, ki je prilagojen tehnologiji DLP in narejen za krmilno
elektroniko Raspberry Pi 3.
Za uporabo uporabniškega vmesnika moramo najprej namestiti operacijski sistem na
Raspberry Pi. Tega smo prenesli s spletne strani NanoDLP, ga po navodilih naložili na
Tiskalnik 3D DLP
51
micro SD kartico in jo vstavili v Raspberry Pi. Brez te uporaba programskega vmesnika
NanoDLP ni možna, prav tako je za povezavo med tiskalnikom in napravo za upravljanje
tiskalnika potrebna vzpostavljena žična ali brezžična spletna povezava obeh. [30]
Na sliki 4.32 vidimo uporabniški vmesnik. Nudi nam več različnih možnosti upravljanja
tiskalnika, kot so vklop, vstavitev 3D modela, kalibracija po x, y in z osi, kalibracija
projektorja, nastavitve tiskanja in tiskalnika. [30a]
Slika 4.32: Izgled uporabniškega vmesnika [28]
4.4 Primerjava med FDM in DLP 3D tiskalnika
Pri obstoječem 3D FDM tiskalniku smo zaznali kar nekaj težav, ki smo se jim želeli z
izdelavo novega izogniti. FDM tiskalnik ni dovolj stabilen. Počasi in slabo segreva
posteljo, kar posledično vodi v odstopanje izdelka med tiskom, zato je potrebno dodatno
segrevanje postelje z industrijskim pihalnikom. Ohišje oziroma komora je odprta na
sprednji in zgornji strani, kar vodi v prehitro ohlajanje postelje in izdelka, zato smo morali
zaprti ohišje tiskalnika. Težava se je pojavila tudi zaradi ležeče postavljenega filamenta, saj
se je neenakomerno odvijal. To smo rešili z namestitvijo filamenta v pokončnem položaju.
Izdelki te tehnologije nimajo gladke površine. Grelna šoba se večkrat zapolni in tiskalnik
Tiskalnik 3D DLP
52
tiska v prazno brez filamenta, zato je potreben večkraten nadzor. Tiskalnik je tudi dokaj
počasen pri izdelkih večje prostornine. Kljub vsem popravkom tiskalnik ne zadostuje
potrebam podjetja, zato smo izdelali natančnejši in stabilnejši tiskalnik od obstoječega.
Primerjali smo oba 3D tiskalnika in natisnjene izdelke. Osredotočili smo se na:
natančnost, površino in mehanske lastnosti natisnjenega izdelka,
ceno vhodnega materiala,
delovno prostornino in hitrost tiskanja,
stabilnost in ceno tiskalnika.
Tabela 4.2 prikazuje razlike med obstoječim FDM tiskalnikom in izdelanim DLP
tiskalnikom, izgled obeh pa vidimo na sliki 4.33. DLP ima kar nekaj boljših lastnosti, kot
so boljša natančnost tiskanja, bolj gladka površina natisnjenega izdelka, večja delovna
prostornina, boljša stabilnost tiskalnika in ugodnejša cena sestavnih delov kot nakup
novega FDM tiskalnika. Kljub mnogim prednostim omenjenega DLP tiskalnika ima tudi
nekaj pomanjkljivosti. Mednje štejemo sproščanje škodljivih plinov ob tiskanju, potrebo po
osvetljevanju končnega izdelka z UV svetlobo in dražji vhodni material. Težko pa
primerjamo mehanske lastnosti različnih vhodnih materialov in hitrost tiskanja, ki je pri
DLP-ju odvisna od višine oziroma pri FDM-ju od prostornine natisnjenega izdelka.
Bistvena prednost FDM tiskalnika pa je cenejši vhodni material in možnost tiskanja z
dvema različnima materialoma.
Tiskalnik 3D DLP
53
Tabela 4.2: Primerjava med obstoječim 3D FDM in izdelanim 3D DLP tiskalnikom
3D tiskalnik
(tehnologija)
FDM (leapfrog creatr HS) DLP (izdelan)
Največja natančnost
izdelka
100 µm 50 µm
Površina izdelka Vidne plasti Gladka
Material tiskanja Filament: ABS Fotopolimerna smola
Mehanske lastnosti
izdelka
Trd Pred osvetlitvi z UV: mehek,
lomljiv
Po osvetlitvi z UV: srednje
trd
Cena vhodnega
materiala za 3D
tiskanje
Od 20 €/kg Od 50 €/kg
Delovna prostornina
3D tiska
28x27x18 cm ali 13,6 l Pri natančnosti 50 µm:
9,6x5,4x45 cm ali 23,3 l
Pri natančnost 100 µm:
19,2x10,8x40 cm ali 82,9 l
Hitrost tiskanja Odvisna od prostornine
izdelka
Odvisna od višine izdelka
Stabilnost tiskalnika Srednja Dobra
Cena tiskalnika 2499 € Cena materiala 1001 €
Tiskalnik 3D DLP
54
Slika 4.33: 3D FDM tiskalnik (levo) in izdelan 3D DLP tiskalnik (desno)
Na sliki 4.34 sta vidna nosilca kablov natisnjena s FDM in z DLP tiskalnikom. Kot vidimo
so se pri natisnjenim izdelku s FDM tiskalnikom ločile plasti, izdelek pa je zlepljen na ne
stičnem delu, kar se pri izdelku iz DLP tiskalnika ni zgodilo. Pomanjkljivost izdelka
natisnjenega z DLP tiskalnikom je slabša trdnost v primerjavi z izdelkom natisnjenim s
FDM tiskalnikom.
Tiskalnik 3D DLP
55
Slika 4.34: Natisnjen izdelek s 3D FDM tiskalnikom (levo) in 3D DLP tiskalnikom (desno)
4.5 Stroškovni pogled izdelave 3D DLP tiskalnika
Prikazali smo stroške materiala za mehanski in elektro del, medtem ko nam programski del
ni predstavljal stroškov. Največji strošek so predstavljali projektor, posoda in vodilo z
vodenim vozičkom. Za izdelavo 3D tiskalnika smo skupaj porabili 1001 €. Tovrstni 3D
tiskalniki s podobnimi lastnostmi na trgu znašajo od 3000 € navzgor. Torej smo z izdelavo
tiskalnika prihranili denar. Stroški elektro dela so nekoliko višji od stroškov mehanskega
dela. V tabelah 4.3. in 4.4. smo podrobneje prikazali stroške posameznih delov.
Tiskalnik 3D DLP
56
Tabela 4.3: Stroški materiala mehanskega dela
Mehanske komponente Cena (€)
Posoda 90
Vodilo z vodenim vozičkom 73
Navojno vreteno z nosilci, matico in spojno sklopko 67
Plošče za stranice (ALU-plastika-ALU) 44
Profili ogrodja 39
Ogledalo 50
Ostali materiali manjših vrednosti (lesena vezana plošča, kanal za
kabel, vijaki, podložki, matice, manjši kovinski kosi, kosi pleksi
stekla, razvodnica, noge, mreža za ventilator, požirka, gumijast trak)
40
SKUPAJ 403
Tabela 4.4: Stroški materiala elektro dela
Elektro komponente Cena (€)
Projektor 493
Raspberry Pi3 40
Koračni motor 18
Napajalnik 18
Pretvornik napetosti 8
Koračni gonilnik motorja 6
Ventilator 5
Ostali materiali manjših vrednosti (upori, mostiči, priključki, kabli,
plošča za sestavo vezja, končni stikali)
10
SKUPAJ 598
Tiskalnik 3D DLP
57
5 SKLEP
Diplomska naloga je razdeljena na štiri bistvena poglavja. Prva dva predstavita cilje
diplomske naloge ter različne vrste 3D tiskalnikov. Tretje poglavje predstavi podjetje, v
katerem smo izdelali dva 3D DLP tiskalnika in opiše prvi tiskalnik namenjen za nadaljnje
raziskave vhodnega materiala na Visoki šoli za tehnologijo polimerov v Slovenj Gradcu.
Za potrebe podjetja smo izdelali še drugi 3D DLP tiskalnik, ki smo ga obdržali na podjetju.
Izdelava in podrobnejše lastnosti posameznih sestavnih komponent so opisane v četrtem
poglavju. Zraven tega je opisana še primerjava med starim 3D FDM in na novo izdelanim
3D DLP tiskalnikom. Primerjali smo tudi stroške izdelave s prodajno ceno podobnih 3D
DLP tiskalnikov na trgu.
Cilje, ki smo si jih zastavili, smo v celoti dosegli. Na podjetju smo izdelali dva 3D DLP
tiskalnika, prvi bo v pomoč ob razvoju vhodnega materiala, kar je pri DLP tehnologiji
fotopolimerna smola. Ob primerjavi med obstoječim 3D FDM tiskalnikom in na novo
izdelanim 3D DLP tiskalnikom smo ugotovili, da je slednji natančnejši, stabilnejši, njegovi
izdelki pa so bolj gladki, kar je zadoščevalo zahtevam in željam podjetja. Opredelili smo
tudi stroškovni pogled izdelave takšnega tiskalnika ter primerjali s podobnimi, ki se
prodajajo na trgu. Primerjali smo jih glede na lastnosti tiskanja in odkrili, da je bila
izdelava za podjetje ugodnejša, kot bi bil nakup tovrstnega izdelka.
Skozi diplomsko nalogo sem se mnogo naučil. Ob delu v podjetju sem bolje spoznal
podjetje in njihov način dela. Všeč mi je razvojna usmerjenost, prilagajanje potrebam in
zahtevam na trgu. Spoznal sem tudi različne vrste 3D tiskalnikov in se uspel preizkusiti v
izdelavi 3D DLP tiskalnika. Izdelava mi je bila všeč, saj menim, da sem pridobil mnogo
koristnih znanj, sposobnosti in navad. Sam sem, kot so tudi sodelavci na podjetju,
zadovoljen z izdelanim 3D DLP tiskalnikom.
Tiskalnik 3D DLP
58
6 VIRI
[1] Crawford, S. The Economist. 2011. Dostopno na:
http://www.economist.com/node/18114221 [15. 8. 2016]
[2] Wikipedija. 3D-tiskanje. Dostopno na: https://sl.wikipedia.org/wiki/3D-tiskanje [15. 8.
2016]
[3] 3D printing industry. Dostopno na: http://3dprintingindustry.com/3d-printing-basics-
free-beginners-guide/history/ [15. 8. 2016]
[4] Kozak, K. Zgodovina 3D-tiskanja – odkod in kam. 2014. Dostopno na:
http://dne.enaa.com/Inovacije/Zgodovina-3D-tiskanja-odkod-in-kam.html
[15. 8. 2016]
[5] The History of 3D Printing. Dostopno na: http://www.3ders.org/3d-printing/3d-
printing-history.html [15. 8. 2016]
[6] A brief history of 3d printing. Dostopno na:
http://individual.troweprice.com/staticFiles/Retail/Shared/PDFs/3D_Printing_Infographic_
FINAL.pdf [15. 8. 2016]
[7] 3D printing history. Dostopno na: http://www.avplastics.co.uk/3d-printing-history [15.
8. 2016]
[8] Kitajsko podjetje s 3D-tiskalniki v 24 urah natisnilo 10 hiš. 2014. Dostopno na:
http://www.rtvslo.si/svet/kitajsko-podjetje-s-3d-tiskalniki-v-24-urah-natisnilo-10-
his/335495. [15. 8. 2016]
[9] I want a 3d printer. 2014. Dostopno na: https://iwanta3dprinter.wordpress.com/3d-
printers/components-overview/ [15. 8. 2016]
[10] Kaj je 3d tiskanje in kako deluje 3d fdm tiskalnik za domačo rabo. Dostopno na:
http://www.3dtisk.si/kaj-je-3d-tiskanje-in-kako-deluje-3d-tiskalnik-za-domaco-rabo/ [17.
8. 2016]
[11] Chung, B. A 3D printed future: 10 surprising things we could see printed soon. 2013.
Dostopno na: http://blog.ted.com/a-3d-printed-future-10-surprising-things-we-could-see-
printed-soon/ [17. 8. 2016]
Tiskalnik 3D DLP
59
[12] 3D printing. Dostopno na: https://en.wikipedia.org/wiki/3D_printing#Printers [17. 8.
2016]
[13] The Free Beginner’s Guide. Dostopno na:
http://3dprintingindustry.com/3d-printing-basics-free-beginners-guide/processes/ [17. 8.
2016]
[14] Kozak, K. 3D-tiskanje – spoznajte tehnologijo! Dostopno na:
http://dne.enaa.com/Inovacije/3D-tiskanje-spoznajte-tehnologijo.html [17. 8. 2016]
[15] FDM tehnologija. Dostopno na: http://www.3dtiskalniki.si/fdm/fdm-tehnologija.html
[17. 8. 2016]
[16] Laminated object manufacturing. Dostopno na:
https://en.wikipedia.org/wiki/Laminated_object_manufacturing [17. 8. 2016]
[17] Laser engineered net shaping. Dostopno na:
https://en.wikipedia.org/wiki/Laser_engineered_net_shaping [17. 8. 2016]
[18] Doorson. Dostopno na: http://doorson.si/ [17. 8. 2016]
[19] Hennlich. Dostopno na: https://www.hennlich.si/uploads/media/HSI_TK_PS_08-
05_1-stran.pdf [20. 8. 2016]
[20] 25w single output switching power supply. Dostopno na:
http://www.meanwell.com/mw_search/RS-25/RS-25-spec.pdf [20. 8. 2016]
[21] An introduction to gpio and physical computing on the raspberry pi. Dostopno na:
https://www.raspberrypi.org/documentation/usage/gpio-plus-and-raspi2/ [20. 8. 2016]
[22] Raspberry pi 3 model b. Dostopno na:
https://www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi-3-model-b/ [20. 8. 2016]
[23] DIY high resolution 3D DLP printer (3D SLA printer). Dostopno na:
http://www.instructables.com/id/DIY-high-resolution-3D-DLP-printer-3D-
printer/?ALLSTEPS [20. 8. 2016]
[24] Varga M. Fokus. Kakovost slike je zelo pomembna. 2013 Dostopno na:
http://www.monitor.si/clanek/kakovost-slike-je-zelo-pomembna/145008/ [20. 8. 2016]
[25] Acer H6510BD. Dostopno na:
http://www.acer.com/ac/en/US/content/model/MR.JFZ11.00A [20. 8. 2016]
[26] https://www.pololu.com/category/156/a4988-stepper-motor-driver-carriers [20. 8.
2016]
Tiskalnik 3D DLP
60
[27] Lavrič S. svet elektronike. Krmiljenje koračnih motorjev v teoriji in praksi. Dostopno
na: http://www2.arnes.si/~sspslavr/k_motor/k_motor.html [20. 8. 2016]
[28] Stepper Motors. Dostopno na: http://blog.inventables.com/p/stepper-motors.html [20.
8. 2016]
[29] JKM NEMA 17 42mm two phase 0.9 degree hybrid stepper motor 48mm length 1.5a
for CNC router. Dostopno na: http://www.banggood.com/JKM-Nema-17-42mm-Two-
Phase-0_9-Degree-Hybrid-Stepper-Motor-48mm-Length-1_5A-For-CNC-Router-p-
990679.html [20. 8. 2016]
[30] NanoDLP. Dostopno na: http://www.nanodlp.com/ [20. 8. 2016]
Tiskalnik 3D DLP
61
7 VIRI SLIK
[1] Dostopno na: http://www.avplastics.co.uk/wp-
content/uploads/2013/06/stereolithography-hull-photo.jpg?537774 [20. 8. 2016]
[2] Dostopno na: http://www.avplastics.co.uk/wp-content/uploads/2013/06/3D-printed-
kidney-still-from-TED-Talk-with-Anthony-Atala-March-2012.jpg?537774 [20. 8. 2016]
[3] RepRap project. Dostopno na: https://en.wikipedia.org/wiki/RepRap_project [20. 8.
2016]
[4] A Brief History of 3D Printing. Dostopno na:
http://individual.troweprice.com/staticFiles/Retail/Shared/PDFs/3D_Printing_Infographic_
FINAL.pdf [20. 8. 2016]
[5] Dostopno na: http://www.avplastics.co.uk/wp-content/uploads/2013/06/Cody-Wilson-
Defense-Distributed-Wiki-Weapon-3-d-printed-gun-Copy.jpg?537774 [20. 8. 2016]
[6] MMC RTV SLO.. Kitajsko podjetje s 3D-tiskalniki v 24 urah natisnilo 10 hiš. Šanghaj,
2014. Dostopno na: http://www.rtvslo.si/svet/kitajsko-podjetje-s-3d-tiskalniki-v-24-urah-
natisnilo-10-his/335495 [20. 8. 2016]
[7] Packham M. NASA-funded 3d food printer: could it end world hunger. 2013. Dostopno
na: http://newsfeed.time.com/2013/05/24/nasa-funded-3d-food-printer-could-it-end-world-
hunger/ [20. 8. 2016]
[8] SLA 3D printing: difference in laser and dlp light generation. 2015. Dostopno na:
http://www.kudo3d.com/sla-3d-printing-difference-in-laser-and-dlp-light-generation/ [20.
8. 2016]
[9] The free beginner’s guide. Dostopno na: http://3dprintingindustry.com/3d-printing-
basics-free-beginners-guide/processes/ [20. 8. 2016]
[10] Dostopno na: http://depts.washington.edu/open3dp/wordpress/wp-
content/uploads/2015/03/lemoncurry.jpg [20. 8. 2016]
[11] Dostopno na: http://3devo.eu/wp-content/uploads/2015/08/FDM_techniek.png [20. 8.
2016]
[12] Dostopno na: http://www.compositesworld.com/cdn/cms/LOMfig2.gif [20. 8. 2016]
Tiskalnik 3D DLP
62
[13] Dostopno na: http://www.adina.com/Fig1_LENS.gif [20. 8. 2016]
[14] O podjetju. Dostopno na: http://doorson.si/o-podjetju [20. 8. 2016]
[15] Hiwin katalog. Dostopno na:
http://www.bell.si/pdfji/2.%20LINEARNA%20TEHNIKA/2.%20HIWIN/KATALOGI%2
0PDF/HIWIN%20COMPACT%20KATALOG.pdf?zsid=30182ed6bdd0e26 [20. 8. 2016]
[16] Dostopno na:
http://g01.a.alicdn.com/kf/HTB1KnWRIFXXXXa_XpXXq6xXFXXXX/Linear-Motion-
SFU1605-Ball-screw-L600mm-ballscrew-and-Ballnut-with-end-support-BK-BF12-and-
coupling.jpg [20. 8. 2016]
[17] Ball screw and nut - SFU1605. Dostopno na:
http://www.hobbytronics.co.za/p/943/ball-screw-and-nut-sfu1605 [20. 8. 2016]
[18] 10x12mm coupler coupling for SFU1605 ball screw stepper motor shaft coupler.
Dostopno na: http://www.banggood.com/10x12mm-Coupler-Coupling-for-SFU1605-Ball-
Screw-Stepper-Motor-Shaft-Coupler-p-
1059845.html?admitad_uid=1e34efdcd9c24a8ef1d4788f096f1b37 [20. 8. 2016]
[19] DIY high resolution 3D DLP printer (3D SLA printer). Dostopno na:
http://www.instructables.com/id/DIY-high-resolution-3D-DLP-printer-3D-
printer/step3/Sizes-and-dimensions/ [20. 8. 2016]
[20] Simple guide to the RPi GPIO header and pins. Dostopno na: http://www.raspberrypi-
spy.co.uk/2012/06/simple-guide-to-the-rpi-gpio-header-and-pins/ [20. 8. 2016]
[21] New original raspberry Pi 3 Model B + 3.5 inch raspberry LCD TFT + acrylic case +
heat sinks for Raspberry Pi 3 kit. Dostopno na: http://www.aliexpress.com/item/New-
Original-Raspberry-Pi-3-Model-B-3-5-Inch-Raspberry-LCD-TFT-Acrylic-Case-
Heat/32718963177.html?spm=2114.01020208.3.39.QLsb0M&s=p&ws_ab_test=searchwe
b201556_7,searchweb201602_3_10057_10056_10065_10055_10054_10059_10058_1001
7_107_10060_10061_10052_414_10062_10053_10050_10051,searchweb201603_1&btsi
d=417897dc-189d-46e1-ad92-74b04d53a07c[20. 8. 2016]
[22] Schematic of DLP front projector. Dostopno na:
http://www.balzersoptics.com/en/236/DLP%C2%AE-front-projector.htm[20. 8. 2016]
[23] A4988 stepper motor driver 3D printer driver module reprap board with heatsink.
Dostopno na: http://www.makershut.com/product/a4988-stepper-motor-driver-3d-printer-
driver-module-reprap-board-with-heatsink/[20. 8. 2016]
Tiskalnik 3D DLP
63
[24] A4988 stepper motor driver carrier. Dostopno na:
https://www.pololu.com/product/1182 [20. 8. 2016]
[25] stepper motors. Dostopno na: http://blog.inventables.com/p/stepper-motors.html [20.
8. 2016]
[26] Fabian. Top 25: most popular 3D modeling design software for 3D printing. 2015.
Dostopno na: https://i.materialise.com/blog/top-25-most-popular-3d-modeling-design-
software-for-3d-printing/[20. 8. 2016]
[27] NanoDLP. Dostopno na: http://www.nanodlp.com/ [20. 8. 2016]
