SweetieBot, обзор новых полимеров в роботе.

Сей пост призван суховеями в Лаборатории и справедливым вопросом в отчёте IRL connection:

В прошлом году на Ребрике нам показывали голенькую Свитти и отдельно её ляжку. Прошёл год. Внешне ничего вообще не изменилось мы видим всю ту же раздетую кобылку и прочие конечности. Посему у меня возникает законный вопрос — ребята, чем вы занимались всё это время?

Так что добро пожаловать в экскурсию на Цех по производству роботов!
Сегодняшняя тема: Материалы, из которых сделан Proto3.



На DerrpFest'17 Вы могли видеть почти готовый, примерную внешность законченного третьего прототипа. Конечно, не решены вопросы с хвостом и гривой… но форма корпуса кардинально меняться уже не будет. Во время презентации в части касающейся печати, я частично поднял вопрос замены пластика, получивший решение описанное ниже.



ABS, чем он оказался плох?
Казалось бы, чем плох акрилонитрилбутадиенстирол, один из самых распространённых полимеров? Из него делают бампера для авто, сантехнику, выключатели и прочие повседневные вещи. Материал знакомый, дешёвый, распространённый и простой.
Ответ прост: термоусадка, как следствие, внутреннее напряжение между слоями. Выражается это в трещинах по слоям при нагрузке на деталь, а также в расслоении заготовки ещё в печати при малейшем сквозняке.
Следствием нетерпимости печатного ABS к разновекторным нагрузкам является невозможность печатать сложные тонкие детали. Например, имитатор шейного узла на DF'17 ломался по слоям пять(!) раз, на креплениях суставов к приводам трещины появлялись даже на первой сборке.

Конечно, с такими вещами печатники тоже научились бороться. Можно например покрыть тонким слоем ацетона/дхм/дхэ поверхность заготовки, что укрепит межслойную адгезию на поверхности детали… Правда это приведёт к большему внутреннему напряжению детали и её деформации, что для робота неприемлемо. Есть конечно и другие способы, да времязатраты на доведение до ума заготовок становятся слишком большими. Так что легче искать замену материалу печати.
В поисках по просторам интернета и выставкам, было набрано много интересных пробников. Для Свити подошли конечно далеко не все.

Почему остановились на PETG?
Заменой ABS сначала рассматривался PLA, потом Aerotex от Filamentarno.
PLA, он же полилактид, простой нетоксичный пластик даже менее требователен к печати, чем ABS.

К сожалению, сложно обрабатываемый шкурингом и напилингом, низкой термостойкостью и с дорогим и требовательным материалом для поддержек. Если с обработкой ещё и можно было бы потерпеть, то с поддержкой (PVA) возникли проблемы. Помимо того, что PVA как расходник стоит от 2 тысяч рублей за полкило и были проблемы с его печатью. Принтер запарывал печать и забивался от каждого чиха(проблема всех PRO250 из-за резкого температурного перехода в хотенде). Плюс низкая температурная стойкость грозила проблемами из-за нагретых приводов.

Aerotex от Filamentarno всем хорош: обрабатываемый, лёгкий, замечательная межслойная адгезия… и отсутствие адекватного материала растворимой поддержки… Данный минус полностью похоронил перспективы использования его в проекте.

В итоге перебора пробников разных полимеров хорошо показал себя PETG, он же полиэтилентерефталат-гликоль.Пластик обрабатывается как ABS, имеет хорошую межслойную адгезию, удобный растворимый материал поддержек и хорошую цену. Так же при превышении максимально допустимой нагрузки он сначала гнётся, и только потом ломается. Примером превосходства этого пластика иллюстрирует даже сравнение снятых прямо со стола принтера деталей.


Как себя этот пластик покажет при эксплуатации будем смотреть, но качественно лучшие свойства будут иметь расходники уже совсем другой ценовой категории.

FLEX
Расширение используемых материалов в роботе стало возможно благодаря апгрейду принтера ставшего возможным благодаря Вашей поддержке на конкурсе портала 3DToday. Спасибо! Скидку на покупку принтера просто так бы не дали.
Так как робот имеет движущиеся части, то использование гибкого пластика абсолютно логичное решение.
Видов такого полимера великое множество, из всех всяких разных флексов пробная печать RecFlex показала достойный результат.
Естественно у пластика есть нюансы. На PRO250 больше двух часов печати выжать не получилось. XPRO такой проблемой не страдает, так что пробная грудная заглушка получилась интересной.

Сейчас мы со Stefan 'ом пробуем разные формы и виды заглушек и пыльников в конструкции Свити.

Ultran
Так же прямым следствием замены принтера стала возможность использовать промышленные виды печатных полимеров.
Для сильно нагруженных деталей планировалось использовать нейлон. Основная проблемой такого пластика была высокая усадка, грозившая стать дикой головной болью при проектировании и печати.
На выставке 3DExpo'17 мне достался пробник разрабатываемого промышленного карбононаполненного нейлона Ultran 630cf. Первые впечатления в итоге были положительными, а перспективы так вообще захватывают дух. Пластик держит до 200 градусов Цельсия без потери формы и при напитке эпоксидным спец составом будет способен потягаться свойствами с плохоньким алюминием при усадке как у ABS. Первые тестовые детальки вы видели на DF'17, а один редиска таки отломал РД хвост)

После активного общения на портале, а также с создателями Ultran’a удалось добиться хорошей печати этим капризным пластиком. Технологию пропитки эпоксидкой пока не осваивал. Минусов у полимера два: цена и время подготовки к печати.

Подытоживая сию большую простыню, хочется сказать:
-Робот активно перепечатывается с более интересным и функциональным внутренним миром.
-Работа над электроникой идёт семимильными шагами.
-Возможно кое-кто даже будет двигаться на Галаконе)

В общем, следите за новостями)