ATOM 3D Printer Group 造訪社團 » 機台

想來請教個問題:
使用機台一陣子了，3D列印和雷雕功能也很常用和研究教學~
當然對靈活運用可能比不上版上的前輩和高手...

某天有個朋友跟我說他在一工廠看到，ATOM 2.0
我靜靜聽他說著....

1.這台超強，又好用(我認同)
2.任何功能都有，3D列印、雷雕、逆向、投影、直接複製
以上全都原廠~

聽到後面三項(可能我努力不夠)，但真的有這些嗎?

好久沒開工 換捲新料來玩 還挺成功的 深色料比較看不出瑕疵點 大推這款油漆筆呦
機台組的只要夠穩定 其實參數都沒在改的啦

常有人覺得，做樣品塑膠味好重、加工油膩膩、黑手、辛苦、低廉、整天顧機台很無趣...

但我們不偷不搶，做的是完成後那一刻的成就感~

(如需各3D列印圖檔，可私訊喔!!!)

非常有質感
這是修平科大機械系江俊顯副教授的近作，希望大學朝設計方向不要在機台上調機測試，你就無法有時間發揮所長。

在我們重機界流傳著一句話「沒摔過車就不算真的會騎重機」。在我們工廠間也流傳著「沒撞過機台就學不會CNC」。不知道在3D列印界有沒有流傳著「沒撞過玻璃平台就不算玩過3D列印」？重機，我差點摔了。傳統車床，我撞了，還好精度沒受損！CNC車床我也撞了，還好只是改裝支撐架變形再重做一個就好！至於3D列印，「G1 Z0」沒注意打成「G1Z0」，撞了！好加在我們的是磁性球頭，不然就損失慘重！

請問有人遇過機台螢幕閃滅的情況嗎? 機台是2.0，上午還能正常使用，剛才開機時螢幕閃了一下就熄滅了，但是風扇有在轉動，能否自己修復呢?

[Piece of cake 車輪餅]

印完摩艾後，受到支撐的啟發，發現可以用它來作為機台吸震的底座。

小試了一下，發現原本用支撐來作的想法不盡理想，因為它的密度不好控制，而且有方向性。所以改用 infill 來作。

目前以 60mm 直徑、20mm 高的車輪餅形狀，加以25％的infill和 2mm的壁厚，看來支撐力道算紮實。比較合適的尺寸可能會下修到15mm 高，1.5mm 厚，12.5％的infill，整體感覺會更軟。

這個物件因為形狀優勢，所以讓我比較放膽衝速度。最終的列印速度接近30mm/s，還是很順。而且因為加速度設為500，所以最後那個小突點在列印時根本像跳舞一樣，完全沒有加速度的振動聲，咻咻咻就印完了。爽！

這讓我發現一件事，就是擠料輪那邊容易卡料的原因可能來自於噴嘴壓力的變化，而這個變化來自於玻璃的平面度變化。因為每次第一次的 brim 不管是印快印慢，擠料輪那邊都很容易有餘料的感覺。但是等第一層印完之後，那個狀況就減輕很多，甚至不會發生。尤其像這次列印，從6mm 衝到30mm，其實對它並沒有影響。

若是如此的話，可能要修正先前對軟料的看法，而將焦點放在列印面的平面度造成的壓力差異了。

[軟料回抽參數測試]
牽絲是由於噴嘴在列印過程中，材料由噴嘴持續流出，在列印物件中兩點橫跨移動所造成，會影響成品外觀與並使後處理不便。除了改變材料特性外，還可藉由切片軟體參數進行調整。

本實驗將以列印溫度(Temp)、列印速度(Print speed)、回抽/推距離(Prime/Suck)、噴嘴回抹(Wipe)、回抽/推速度(Desting speed)、風扇(Fan)、移動前噴嘴抬高距離(Z-lift)作為變動參數設計下列實驗。

測試機台:ATOM 2.0
實驗設計:參考下圖
列印模型:模型為直徑5mm、高20mm、距離40mm之圓柱體，模擬噴嘴在兩點間移動之牽絲，以infill=100%列印。

[列印溫度]
由NO.1~5比較可知，隨溫度下降，牽絲數量逐漸減少，尤其在NO.5的200oC有明顯效果。推測可能因溫度降低導致材料流動性降低而減少材料移動時從噴嘴流出的比例。

[列印速度]
由NO.2,6,7比較可知，隨列印速度下降，牽絲數量逐漸減少，推測原因為速度降低使得噴嘴背壓降低，減少材料被擠出噴嘴的力道而減少牽絲現象。

[風扇]
由NO.8可知，軟料在高溫列印下若冷卻不足容易造成列印物件變形，除非列印路徑長度足以使材料自行冷卻或沒有跨橋等要素，或是僅列印外觀輪廓等狀況，才會將風扇關閉。

[噴嘴回抹]
由NO.2,9可知，開啟Wipe可有效降低牽絲數量，顯示在噴嘴移動前回抹能有效降低噴嘴殘料流動。

[移動前噴嘴抬高距離]
由NO.10,2,16可知，Z-lift=0時牽絲數量有稍減，推測效果類似Wipe，當Z-lift=1mm時，牽絲的模式有所改變，在牽絲區域中結成塊狀的情形大幅減少，顯示移動前抬高噴嘴可降低噴嘴回沾牽絲區域造成累積結塊，但整體而言Z-lift變化對牽絲數量

[回抽/推距離]
由NO.2,11,12可知，增加回抽距離對於牽絲減少之效果不顯著，但從3mm(NO.2)至6mm(NO.11)仍有減少的趨勢，將回抽距離增加至9mm(NO.12)效果不顯著，且增加回抽長度有可能導致頻繁回抽時線材彎折卡料的風險，因此選擇6mm為較適當之回抽長度。

[回抽/推速度]
由NO.(2,13)(11,14)(1215)可比較不同回抽距離在低速(30mm/s)與高速(60mm/s)之差異，結果顯示並無因回抽速度提高而有明顯效果，因此若列印檔案回抽頻率不高，可考慮使用高速回抽，否則以低速回抽較能確保降低卡料機率。

[抗牽絲參數最佳化]
綜合以上測試結果，以200oC、列印速度10mm/s、回抽距離:6mm回抽速度:30mm/s開啟Wipe (3mm)、嘗試不同z-lift(10,2,0mm)得到NO.17,18,19之結果，牽絲數量明顯下降。wipe之效果要搭配低的z-lift才可得到顯著效果，然而過低的z-lift易造成列印過程物件微翹曲時撞倒的風險，應根據列印模型斟酌使用。

[摩艾失敗的收穫]

原本以為找到理想的控制參數，讓輸出變穩定後就睡著了。結果睡到一半被奇怪的聲音吵起來，發現摩艾印壞了。

不過雖然是失敗了，仍然可以從物件中得到許多經驗。

1. 雖然在下巴處印壞了，但其他地方依然正常輸出，代表這樣的供料狀況是相當穩定的，而且無視印壞之後的壓力變化。這表示這個參數在列印軟料的容錯空間增大了。

2. 輸出的表面品質可以跟 PLA 完全一致，0.1mm 沒有問題，甚至覺得可以挑戰 0.05mm 的層厚。

3. 這尊的散熱是捉70％含導板，代表還有上修的空間，有機會解決下巴翹曲的問題。

4. 疙瘩主要發生在路徑超出物件外層的地方，而且非連續。這部份可以考慮換不同的切片程式因應。讓移動路徑盡量維持在物件內部。

5. 吸附力依然不足，在印到50％左右，下方的吸附面積己經只剩3公分直徑的圓形範圍，代表底層翹曲己經很明顯了。有可能需要考慮熱床，或其他吸附力更好的作法。增加brim 寬度及厚度也可以考慮。即使翹曲，也可以在脫落之前，先用藍色膠帶把brim 貼在平台上作為固定。只要位置沒跑掉，一樣可以印完。

6. infill 的溢料極多，突顯沒作 de-string 的影響。以軟料的物理特性來說，de-string 不是沒用，但產生效果的時間長，因此抽的距離可以頂多1～2mm。速度也不宜太快，太頻繁。還是要以避免擠料輪堵塞為優先。

7. 軟料雖軟，但厚度大於1mm 之後，只要散熱得宜，仍有相當的強度。因此，小距離的 wipe 應該是可以的。另外，infill 的比例也不用太高。

結論，使用軟料，我會以穩定的進料控制會最優先考量，測出理想的供料速度後，再依它的容錯空間和物件複雜度去設定參數，然後正式列印。

另外，會考慮在brim 之後就全程全出力降溫，以較佳的強度和穩定的收縮量來達到一致的輸出。避免因為尺寸的差異或結構造成列印風險。

最後，因為材料因素，對於細長或比例差異大的物件，除非能貼在玻璃上印，不然成功率應該是很低，可以不用浪費心力嚐試了。

倒是在換料的過程中發現軟料和 PLA有一定程度的接合力，這表示以後用雙噴頭時有機會合併材料使用。但是兩者的輸出邏輯大不同，在切片程式和機台韌體中都必須有相對應的設計才能完美結合。這部份應該還要一段時日吧。

[雷射電控封裝前留影]

為了更輕鬆切換雷射模組和3D列印，終究必須把它模組化，所以花了些時間找電路和零件。本來想說沒幾個零件就不洗板子了，結果沒想到幾個電路的配線走位大不同，拉來牽去的，搞很久。

還好腦子還算清楚，沒配錯線路，一切測試正常。

不知道官方的雷射模組什麼時候會出，最近看到很多人都推出了，連老外都來打廣告。

不過在實際整合的過程中我發現一些小問題，也試著解決它，像是：

硬體：
1. 最佳驅動電壓（針對不同雷射元件）
2. 驅動功率顯示
3. 最大功率設定（30階，PIN）
4. 輸出功率修正（旋鈕式）
5. 與機台共用電源

軟體：
1. Image to Gcode generator

韌體：
1. 支援 ON/OFF 控制（功率由控制器調整）
2. 支援 PWM 控制（控制器設定功率區間，由 PWM mapping 驅動）
3. 支援 PULSE 驅動（以針點式燒擊定點，可指定功率及燒擊時間）

結語：
雷射這東西整合不難，但使用上的細節可能不比 3D 列印少，不同的材質、不同的燒法、功率的校正....問題不少。

但我似乎看不出來現有的雷射模組在這些細節有作了多少著墨。也不知道正規的雷射機台在這些地點是怎麼處理的。不知道有沒有人能分享一下訊息～～～

等這控制器封裝完成後，往後我應該會比較著墨在軟體或網站服務的開發，這樣才能把它的效益發揮到最大。