Лига 3D-принтеров

собрались как-то студент-третьекурсник, ресерчер языковых моделей из Huawei, 3д художник с четырехлетним стажем, и прогоревший алготрейдер - все в одном лице, и решили: пора бизнес открывать. 

Сколько можно на китайского дядю работать, в самом деле. Вопрос был лишь один - что делать? О ведении бизнеса я знаю примерно ничего. Только то, что надо что-то кому-то продавать. Пора бы и узнать кому и что. Почитал какую-то статейку, что вообще сейчас продается на маркетплейсах. Сначала думал шкафы собирать и продавать, но как-то подумал-подумал, да и передумал. Из локаций в моем распоряжении только комната в общаге, и та на пятом этаже, пожалуй не самое подходящее место. Кроме мебели в той статейке была еще одежда - вот только я не швея, кроить да шить не умею и не хочу, а нанимать кого-то с самого старта показалось плохой идеей. Дальше шла еда, которую я сразу отмел, не хочу кого-нибудь отравить своими кулинарными шедеврами. И наконец - декор, светильники и ночники. Вот оно! То, что нужно. Ни верстаков, ни швей, ни кухонь не нужно чтобы сделать ночник - хватит паяльника и 3д принтера. По крайней мере так я тогда думал. Ни того ни другого у меня естественно не было, так что пришлось закупаться. Еще пару дней пообсуждав с нейронкой что мне может пригодиться, я растянул список стартовых закупок в полтора десятка раз и с чистой совестью пошел закрывать сессию, ожидая пока мне приедут мои двадцать восемь заказов с маркетплейсов и алиэкспресса.

С али электроника, с наших маркетплейсов все остальное, включая принтер.

Предметов получилась целая гора - инструменты, от кусачек до стриппера (штука для зачистки проводов, я узнал что она существует за час до покупки), расходники, от собственно проводов и пластика до суперклея, комплектующие. Из комплектующих мне нужно было всего несколько типов деталек, хотелось сделать что-то минимально рабочее, поэтому взял сенсорные выключатели с алиэкспресса, порты type-C, моток светодиодной ленты пятивольтовой на 2 метра, да и все по сути.

 Ну и собственно сам 3д принтер, взял какой-то чуть более чем самый дешевый, но вроде нормальный, бамбулаб а1 (не реклама если что, меня самого пару лет назад порядком достала их реклама на самых разных каналах на ютубе, да и мне к сожалению не платили)). Все это вместе обошлось примерно в 65 тысяч рублей - ощутимо, но не так уж много для старта производства. Припоминая, как я полгода назад просрал 200 кусков на алготрейдинге фьючерсами на газ, наученный горьким опытом я оценил риски - принтер довольно ликвиден, если совсем все пойдет коту под хвост, можно его продать за примерно те же 40к за которые купил, ну за 30 в крайнем случае, потеряв в итоге только 35к. Не такая уж большая цена за реальный опыт ведения бизнеса, люди порой платят куда больше за чисто теоретические курсы. Конечно еще расходы на рекламу всякие потенциальные и прочие издержки когда-то в будущем, но в общем больше 100к я на это дело тратить не планирую)

В процессе сделал три документа. Табличку из двух страниц - на одной моделирование расходов, на другой фактические траты. Доку в которой пишу все что приходит в голову по дизайну и производству, и доку в которой пишу все что приходит в голову по маркетингу и продажам. Собственно идея написать этот пост появилась именно там)

Ладно, хватит лирики, таблички и доки составлены, сессия закрывается, инструменты и расходники приходят каждый день, за дело. Первым делом сел и набросал себе концепты светильников

Рисовал вообще без оглядки на то, что напечатается а что нет, я ж вообще без понятия какие ограничения у принтера есть. Единственное что мне было достоверно известно - сложные органические формы я печатать смогу, и это единственное как мой общажный завод может конкурировать с теми, кто льет пластик на заводах по тысяче штук за партию. Поэтому для вдохновения посмотрел документалку про глубоководных рыб, это пипец, там каждая рыба - готовая идея для ночника)

Но у меня пока в распоряжении только белый и черный пластик были, прозрачного не было, и разноцветных светодиодов тоже, и вообще я ограничен технологиями на которые хватило денег. Еще пришел паяльник, поэтому параллельно с этим учился паять, паял я впервые в жизни. Флюса у меня кстати не было, он еще не пришел, зато была мотивация научиться паять. Нашел какой-то старый usb кабель, разрезал его, зачищал, паял, снова резал, зачищал, паял - вроде как даже научился. Потом мне пришел флюс и я спаял мою первую схему - провод, выключатель и светодиодная лента. Выключатель обладает таким занятным свойством - он работает через пластик насквозь по какому-то там изменению емкости или чему-то такому. Но непонятно через сколько пластика он будет работать, поэтому я смоделил и напечатал себе площадочки разной толщины, и выяснил, через четыре миллиметра еще работает, через пять уже не работает

Затем смоделил такие штучки, чтобы проверить, на каком углу наклона все начнет отваливаться

 Принтер удивил. Ни на каком. Я вообще не понял как такое возможно, нейронка объяснила что дело в так называемом обдуве - у принтера есть вентилятор, которые жестко дует на пластик и он застывает как только вылезает из сопла. Ладно. Но конечно больше чем 70 градусов уже выглядит снизу так себе, а тонкая и вовсе макаронинами потекла, поэтому буду стараться моделить чтоб такого не допускать. Хз, может у других принтеров угол нормальной печати и побольше, обдув помощнее, но так и так ограничение неприятное.

 А, еще кое-что. Собственно, основа, ключевой тест, без которого вся затея пойдет прахом - я хотел чтобы мои ночники не выглядели так, как будто они напечатаны, а выглядели нормально. Для этого я еще прежде чем начинать закупки выяснил, что существует у принтера настройка особая, fuzzy skin, так называемая нечеткая оболочка. Принтер мелко дрожит при печати своим соплом, и из-за этого внешний контур получается не с вот этой убогой ребристой текстурой печатных слоев, а с красивой шершавой поверхностью. Хвала небесам, эта штука заработала именно так как я себе представлял.

Пока я все это печатал, понял, что долго в таком режиме мой завод не проработает. Принтер при печати неплохо так трясется, вибрации уходят в стол, стол тоже трясется и из стола все уходит в пол, в итоге даже в паре метров от стола чувствуются вибрации в полу. Такими темпами не ровен час как на меня соседи настучат коменданту за шум и общаготрясение, что, естественно, никуда не годится. Решено было изготовить виброизоляцию. Стол заменил на тумбочку, а под тумбочку подставил такие пирамидки, вырезанные из старого эспандера и склеенные как раз вовремя приехавшим суперклеем.

Чтобы снизить собственную частоту тумбочки, засунул в неё 15 килограмм камней, совершенно случайно оказавшихся под кроватью) Шучу, не случайно, когда-то я их притащил чтобы грузить в рюкзак и подтягиваться с ними, но потом перешел на блины и пояс, а камни выкидывать было лень. И вот они дождались своего часа, как знал пригодятся!

Размеры пирамидок рассчитали с нейронкой, и эта хрень даже заработала. Она полностью гасила вибрации, не давая им уходить в пол. Разве что тумбочка иногда немного тряслась вместе с принтером во время печати, но что уж тут поделать. Дальше я набрал кучу референсов, фоток ночников из сети, и стал моделить. Я моделил за свою жизнь много. Очень много. Четыре года полигонального моделирования в Maya и трехмерного скульптинга в ZBrush. И ни одного дня в CAD программах, в которых нормальные люди делают детальки для печати. Впрочем кому оно надо. Я смоделил себе линейку и в целом этого оказалось вполне достаточно чтобы с достаточной точностью моделить все остальное, ведь у меня не так много точных размеров. Четыре часа спустя моделька первого прототипа была готова.

осталась фигня - напечатать это. Печатал по порядку. Сначала основу, так называемую базу, сделал у неё специально толстые стенки, чтобы она поменьше пропускала свет, я хочу чтобы светился только плафон. На базу у меня насаживается специальная труба, на которую я планировал намотать светодиодную ленту. Затем на все это надевается плафон, и сверху ставится крышка. Плафон к базе и крышка к плафону не крепится никак, планировал просто приклеить. В крышке есть коробка, в которую засовывается выключатель. Сборка обещала быть очень удобной, ведь как мне казалось, я все продумал до мелочей. Казалось. На моем пути встал один маленький нюанс. Тайп си порты мне пока не приехали, поэтому я думал протянуть провод сразу вовнутрь через дырку, находящуюся на месте где в будущем будет порт. Один момент - если протянуть через эту дырку провод, плафон уже не надеть, то есть в самом конце его надеть не получится. Можно только сначала надеть плафон, потом протянуть провод и потом ухищряться все остальное делать внутри плафона. Сборка и пайка затянулась на добрые полчаса, но я все же собрал эту хрень, тапнул по крышке - и оно даже засветилось! Мою радость было сложно описать словами, всего две недели прошло с идеи до светящегося ночника у меня в руках.

Ура, товарищи. Да будет свет! 

На этой позитивной ноте я пожалуй закончу первую часть. В следующей части расскажу, как я довел до ума этот прототип, исправил все заметные косяки, приделал к нему наконец type c порт, возможно расскажу как пять часов тащился на велике по лесу и песку за блоками питания для ночников и обратно, и получится ли у меня выйти на рынок и все же начать окупать эту затею. Последнего я и сам пока не знаю) В стране кризис, самое время открывать малый бизнес. А если вы желаете знать, как у меня сейчас идут дела, приглашаю всех желающих в мой тг канал, где публикую что-то навроде дневника развития этого проекта, свои мысли и забавности, возникающие по ходу дела. Кто дочитал до сюда тот молодец)

Для ЛЛ: 100500-я статья в интернете о переделке электроинструмента с никель-кадмиевого аккумулятора на литий-ионный. Ну и моделька для 3D-печати корпуса аккумулятора для этой конкретной отвёртки. Если тема не близка или вы и так эксперт - можете листать ленту дальше.

Лет так *дцать назад купил я отвёртку Bort BAS-36, которая, несмотря на богатую комплектацию, быстро стала для меня, как и для многих, разочарованием из-за весьма скромных рабочих характеристик. А всё из-за убогого, смешного по нынешним временам, Ni-Cd аккумулятора на 1200mAh. Не знаю, какой ток он выдавал в свои лучшие годы, но после покупки - явно недостаточный для нормальной работы. Это помимо других недостатков NiCd типа высокого саморазряда при хранении и "эффекта памяти". Поэтому большую часть своей жизни она провалялась в состоянии "пользоваться невозможно, выбросить жалко", и фактически, состояние самой отвёртки околоновое, за исключением давно умершего аккумулятора. Недавно она мне попалась в руки, и встал вопрос "чинить или выбросить". Решил попробовать порукожопить, т.к. плюсы у этой модели тоже есть: 23-ступенчатая регулировка отсечки крутящего момента, трансформация из фаллоподобного прямого инструмента в шуруповёртообразный "пистолетик", ну и вышеупомянутая комплектация с чумоданом. Да и в целом это достаточно кондовый инструмент, устойчивый к внешним воздействиям, в отличие от современной недорогой китайщины.

Итак, для начала нужно проверить, работает ли она вообще. Для этого пытался сделать ход конём: смоделировать часть аккумулятора, вставляющуюся внутрь, чтобы подвести питание к контактам, не разбирая отвёртку. Вот так:

К сожалению, несмотря на правильно смоделированную "обманку", затея с треском провалилась, и отвёртку пришлось разбирать, т.к. старый аккумулятор перед смертью пустил электролитную слезу и контакты внутри отвёртки оказались покрыты соляными кристаллами, полностью исключающими электрический контакт. Пришлось разбирать и чистить. К сожалению, соляные сталактиты зафоткать не успел.

После очистки контактов и обманка заработала. Заодно проверил потребляемый ток для последующего подбора аккумулятора, и убедился в том, что внутри отвёртки нет никакой электроники - типа защиты от переразряда, контроля температуры аккумулятора и т.п. - только контактная группа и качелька прямого и обратного включения. Ток холостого хода 1,5-2А, под нагрузкой 3-5А.

Также разобрал (распилил) старый аккумулятор, и убедился, что в нём тоже нет никаких защит - только ячейки и контакты. И что в оригинальном корпусе достаточно места, чтобы установить Li-Ion элемент 3.7В типа 21700 плюс плату защиты и зарядный модуль - это на случай, если кто хочет переделать без использования 3D-принтера.

Работает, характеристики известны, значит, можно закупаться необходимыми компонентами.

Зарядный модуль для Li-Ion аккумуляторов на 2А у меня уже был (черненький), работает от USB Type-C (читай от любого зарядника для телефона). Купил высокотоковый аккумулятор DMEGC INR 21700-50E (подходит для использования в шуруповёртах и прочих инструментах) - 5000mAh. Данные по номинальному току разряда разнятся, некоторые продавцы указывают до 25А, но заведомо безопасным без маркетиногового буллшита можно считать непрерывный ток 10А - нам этого достаточно с хорошим запасом. И парочку разных плат защиты - на 10А - красненькая и зелёненькая. Защищают от переразряда, перезаряда и короткого замыкания (тока свыше 10А в данном случае). Платы по заявленным характеристикам одинаковые, в итоге выбрал красную, т.к. с ней показалось проще скомпоновать всё в корпус. В оригинальный корпус, в принципе, войдёт и зелёная параллельно аккуму - в выпуклой части сбоку места ровно под эту плату (проверил, входит).

Что ж, дорисовываем жопку батарейного блока сразу с разделителем между модулем заряда и модулем защиты, и разделительную вставку между батареей и платами. Ну так, на всякий случай, чтобы точно друг с другом не контактировали.

Берём никелированную ленту в качестве плоских проводников вдоль копуса батареи, затягиваем в термоусадку во избежание нежелательных контактов, паяем и проверяем работоспособность.

Учтите, что модуль заряда при работе достаточно неплохо греется. По моим замерам свыше 60℃. Так что, корпус надо печатать как минимум, из PETG, лучше из ABS. Ни в коем случае не печатайте из PLA! Иначе во время зарядки он вполне может "поплыть". По этой же причине не рекомендую вставлять в батарейный блок более мощный зарядный модуль - например, на 3А, т.к. он греется сильнее. КПД большинства зарядных модулей находится пределах 90-94%. Потери оставшиеся 6-10% в конечном итоге превращаются в тепло. Больше мощность - больше нагрев. Также рекомендую выбирать импульсный модуль, а не самый дешёвый на основе "народного" TP4056 - он линейный, и несмотря на меньшую мощность в 1А, греется свыше 80℃ (модуль на моих картинках - импульсный, КПД выше, нагрев меньше). Если будете собирать в оригинальном корпусе - он уже из ABS и вполне выдержит нагрев до 80℃, но меньше - лучше. Т.к. в зоне риска находится не только пластик, но и сама аккумуляторная ячейка. Нагрев батареи от зарядного модуля может, как минимум, привести к деградации её характеристик, а как максимум - можете узнать, как горят литий-ионные батареи - быстро, феерично, и не тушатся водой (поищите видео на ютубе).

Ну и, наконец, засовываем нашу каракатицу в корпус, проверяем, что всё по-прежнему работает:

К сожалению, индикация заряда на плате расположена не самым удачным образом - снаружи нашего корпуса, когда батарея вставлена в отвёртку, индикаторов не видно. Температура на корпусе снаружи, по замерам, примерно до 40℃. Но нужно помнить, что температура зарядника внутри по-прежнему, около 60℃. Так что изоляционная вставка между модулем заряда и батареей - совсем не лишняя.

Теперь оригинальный зарядник можно выбросить. Или...

Блок питания точно никуда не годится - 5В, 250мА. По примерным прикидкам, новую батарею на 5000mAh он будет заряжать немногим менее 20 часов. Так что выбросим отложим его для будущих проектов. У зарядного блока внутренний мир весьма незатейливый - просто пара контактов и светодиод, показывающий, что зарядник включен в розетку. Опять же, никаких защит, индикации окончания заряда и т.п. Для переделки такая простота - это хорошо: чтобы трансформировать его в зарядник от USB для нашего аккумулятора, достаточно перепаять два проводка и спилить лишний пластик, чтобы воткнуть плату зарядки. Возьмём зарядный модуль, аналогичный использованному в батарейном блоке, но с распаянным портом USB-A и вкорячим:

Теперь у нас есть блок, который позволяет не только заряжать батарею, но и использовать её в качестве пауэрбанка! Да, без квикчарджей, всего 2А, но можно! Зачем? Да, объективно говоря, нафиг не надо, просто у меня есть такая версия модуля (который, строго говоря, зарядно-разрядный), купленная ранее, чтобы пропатчить старенький PowerBank, который выдавал всего 1А. Но как зарядный модуль он норм, а вот для пауэрбанка он оказался бесполезен, т.к. защита от переразряда срабатывает и отключает нагрузку на 3,5В вместо традиционных 2,8В. ТРИ С ПОЛОВИНОЙ, КАРЛ! Говоря русским языком, в "настоящем" пауэрбанке это позволяет использовать только половину ёмкости батареи. Поэтому я просто искал, куда его пристроить, и получилось пристроить вот сюда. Так что возможность заряжать наушники, фонарик или какую-то мелочёвку, вставив батарею от отвёртки - это просто курьёзный побочный эффект. Кстати, вот именно в этот блок можно вставить зарядный модуль помощнее - на 3А или даже больше. Ибо, даже если модуль внутри этого корпуса будет греться, то риск перегреть литиевую ячейку - минимальный. В целом, заряд батареи 5Ah с нуля до 100% при токе 2А должен занимать порядка 2,5-3 часов. Можно и TP4056 воткнуть, но он ограничен 1А и тогда время заряда увеличится до 5-6 часов. Ну или батарейку брать меньше - например, 18650, а не 21700. Как по мне, так бюджет отличается незначительно, а вот характеристики - раза в 2, так что не вижу смысла экономить - разве что у вас подходящие компоненты уже просто лежат, а не планируются к покупке.

Между прочим, модуль заряда с Type-C внутрь батареи вообще ставить не обязательно - особенно если вы пересобираете в оригинальном корпусе и не хотите делать в нём лишних дырок, там достаточно платы защиты. Например, для работы на улице в плохую погоду важна герметичность. Просто мне гораздо больше импонирует идея подключать зарядку от телефона к отвёртке, не доставая аккумулятор, чем заряжать батарею в специальном доке. Но если срукожопить несколько аккумуляторов, и в зарядный блок вставить модуль помощнее, то это может иметь смысл.

Конечно же, было интересно, насколько вырос крутящий момент, т.к. я всегда подозревал, что мотор способен на большее, чем 2Нм, и ему просто не хватает питания. Для сравнения: у современных отвёрток (за исключением прецизионных) крутящий момент составляет 5-8Нм. И вот, когда начал тестировать, столкнулся с фундаментальным ограничением: помните про 23-ступенчатую отсечку крутящего момента (трещётка)? Так вот на максимальной, 23-й ступени, на самом деле, тоже отсечка, а не передача 100% крутящего момента, так что весь потенциал с мотора снять в любом случае не получится. Тем не менее, сравнивая с имеющейся у меня отвёрткой HOTO, у которой, согласно спецификации, 6Нм крутящего момента, у Bort'а теперь порядка 4-5Нм. Оценка является субъективной, т.к. динамометра у меня нет, а у динамометрического ключа, который есть, минимальная регулировка сильно выше. В любом случае, теперь это нормальный инструмент, которым можно пользоваться.

Ну и, наконец, про бюджет:

• батарейка 21700: 200-400р. в зависимости от акций на маркетплейсах. Дорогие батарейки брать смысла нет, т.к. свой потенциал они в данном конкретном случае не реализуют. Если ставить 18650 (примерно в 2 раза меньше ёмкость - около 2000-2500mAh для батареек, для которых ток в 10А не критичен), то 100-200р.

• зарядный модуль: ~40-50р.

• плата защиты: ~50р.

• пластик для печати: ~50-70р.

Расходники типа никелевой ленты или проводов, конечно, нужны, но в бюджет я их включать не буду - себестоимость там выходит на копейки, если считать потраченные сантиметры. А за сколько вы купите рулон - сильно зависит от размера рулона.

Так расходов на материалы 400-500р. Затраченное время, как обычно, бесценно.

Моделька для 3D-печати. В своё время отвёртка была распространена, вдруг кому пригодится.

ГОСПОДА ГУСАРЫ! Комментируйте наздоровье!

Так ещё и большая такая - 400 миллиметров.

Ладно, беремся.

Досье: лопасть вентилятора промышленного

компрессора.

Понятно теперь кто тебя так..

Во-первых сканируем беднягу, создаём твердотельную модель.

Восстанавливаем геометрию, лопасть не топорная.

Тут понимаем - удача, можно ещё и усилить деталь в месте крепления. Убираем внутреннюю полость по согласованию с заказчиком.

Провели приближенное тестирование для выявления нагрузок, напряжений и запаса прочности в программе. Передать реальные условия эксплуатации сложно, но приближенного расчет будет достаточно для принятия решения.

Моделька готова, пора в путь.

При подготовке управляющей программы применяем способ Brick-layers(кирпичная стенка). Это позволяет ещё до 20 процентов повысить прочность детали, за счёт чередования слоев и плотной укладки нити.

Нам нужно, чтобы деталь выдерживала до 100 градусов.

Выбираем композитный полиамид. Живёт до 110 градусов, обладает высокой прочностью, так ещё и коэффициент анизотропии (равнопрочности вдоль и поперек слоев) хороший.

Печать в термокамере, при 95 градусах, все чин чином.

Ну все, готова.

Но вот еще один трагический поворот в ее жизни. Теперь мучить будем её мы.

Вводим поостобработку - термическая обработка для снятия остаточных внутренних напряжений. Кондиционирование (насыщение влагой) для достижения необходимых свойств материалом.

И в итоге - в качестве методики контроля - 3-х точечный изгиб образцов для проверки соответствия материала ожиданиям.

Ожиданиям соответствует)

Все, готова технолоджия, можно в масштаб.

Успеваем 10 штук в 5 дней. Вы что думаете - много, мало?

Придется отдавать на растерзание беднягу.

Но зато теперь точно не сломается, будет жить, пользу приносить)

Есть кто имел опыт с похожими лопастями?

Интересно послушать, часто ломаются, как справляетесь?

ТГ / ВК

Как вы знаете, AD5X каждый раз делает какашки перед началом печати. Происходит это от того, что он каждый раз загружает филамент и делает под него настройки. Я пока не планирую многоцветную печать, поэтому отключил и убрал систему IFS. Но принтер продолжает делать какашки, даже несмотря на то, что один и тот же филамент постоянно загружен в экструдер.Это не ошибка, просто неправильно работает прошивка, когда используется только один филамент.

Кто-то сталкивался с подобной проблемой? Как-то ее можно решить?