Я знаю, что мы делали прошлым летом

Мы очень долго — целых потора года с последней публикации — молчали, почти ни на что не отзывались, и нам за это довольно-таки стыдно. Но у нас была уважительная причина.

Дело в том, что изготовив в общей сложности четыре аппарата из запланированной серии, мы осознали, что традиционная репраповская технология изготовления принтеров просто неприлично трудоемка, от печати деталей до сборки. Особенно сборки. Хотя стоимость материалов и энергии, потребная чтобы изготовить все детали классического Менделя, или любого из его потомков, смехотворна, труда и времени на это уходит очень много, я уж молчу про ведро гаек. Я уже писал об этом ранее, но осознание насколько это может быть серьезной проблемой при попытке изготовить не “еще один”, а столько принтеров, сколько нужно, пришло гораздо позднее.

Серия Urd удалась, хотя бы потому, что все изготовленные аппараты нашли своих владельцев и плодотворно трудятся — хотя по ходу опытной эксплуатации, нам приходилось вносить множество изменений в конструкцию, отказываясь от неэффективных, неправильных и просто ненужных решений, и один из аппаратов был пересобран полностью — но если бы мы продолжали далее в том же духе, то с нашими стартовыми ресурсами (приближенно равными нулю) и нежеланием ни одалживаться, ни просить у клиентов деньги вперед за что бы то ни было,1 мы и сейчас сидели бы и ждали пока напечатается следующий экземпляр, постоянно подкручивая эти самые гайки, потому что от вибраций они таки разбалтываются.

Поэтому, довольно скоро, мы приняли решение забраковать всю конструкцию2 и взяли курс на разработку аппарата который мы действительно могли бы изготовлять быстро, минимальными силами, для сборки которого покупателем не требовалось бы три недели,3 который печатал бы стабильно, выдерживал бы почтовую пересылку как в собранном, так и в разобранном виде, ну и в остальном был бы не хуже лучших образцов своего класса. В конце концов, мы занимались этим не из соображений изготавливать саморазмножающиеся машины и готовить будщее восстание роботов.

В общем, мы начали экспреиментировать с лазерной резкой фанеры и сочинять конструкции уже исходя из этой технологии. Первый прототип фанерной машины выглядел вот так:

Первый фанерный Urd.

Первая фанерная машина. Правда, изначально она выглядела несколько иначе…

Она все еще называлась Urd, хотя бы потому, что не отличается от своей мамы ни кинематически, ни структурно, ни тем более электрически. Мы попытались запустить в серию уже ее, но уже после первого серийного аппарата забраковали все еще раз. Время печати пластиковых деталей этой конструкции все еще было очень велико, а сборка и техническая поддержка все еще была слишком сложна. К тому же, в самой кинематической схеме, унаследованной еще от Менделя, несмотря на то, что на первый взгляд она кажется оптимальной, оказалась заложена изрядных размеров подлянка, на разминирование которой всякий раз уходило просто неприличное количество времени. В итоге оказалось проще еще раз выкинуть всю конструкцию и сочинить новую, чем отыскать простой, дешевый и эффективный способ идеально синхронизировать работу двух винтовых передач, приводящих в движение ось Z.4

Правда, первый клиент напечатал на нем, помимо множества предметов поменьше, вот такую вот скульптуру в три кило весом, что, насколько я знаю, рекорд среди склееных из печатных элементов предметов вообще, но как вы понимаете, нам от этого было не легче. Надо было придумать что-нибудь получше.

Архитектон

Архитектон. Естественно, был подвергнут дополнительной обработке, я даже не знаю сколько тут на самом деле кусков.

Истратив целый год на то, чтобы перепробовать множество вариантов, некоторые из которых лишь чудом не дошли до состояния прототипов, мы осознали еще множество вещей….

  • В природе нет ничего жесткого. Даже довольно толстые направляющие из каленой стали все равно ощутимо гнутся даже под небольшой нагрузкой.
  • В природе не существует идеальной резьбы. Неидеальность даже специализированной трапециедальной резьбы может быть очень велика.
  • Ламинированную фанеру ФСФ не режет нормально даже такой лазер, который успешно полосует стальной лист той же толщины. Те которые режут, просят за это столько денег, что стоимость аппарата прыгает в полтора раза.
  • В Россию завозятся только те детали и то сырье, которое широко применяется для изготовления рекламных конструкций, если вам нужно что-то другое, особенно если оно дешевле и больше подходит для ваших целей, учите китайский и несите конфеты в Почту России.

Повторяется старая история — в своем ядре, “высокая технология” в общем проста, если вообще не тривиальна. Но попытка заставить ее работать во всех случаях, выдерживать дурака, или хотя бы занимать поменьше места на столе, быстро приводит к тому, что вокруг нее нарастают отложения инженерных наворотов, которые в конце концов становятся тяжелее и дороже того ядра с которого все начиналось, а кончается все тем, что у вас выходят сроки и бюджет.

Как ни абсурдно, но мы вернулись очень близко к тому, с чего начинали в 2011 году — у нас опять аппарат в основном из переработанного дерева, в котором по X/Y движется стол, а головка перемещается только по вертикали. Он даже дороже всего на 15%. По ходу дела, мы разогнали машину до скорости в несколько сотен миллиметров в секунду, добились уверенной печати слоями 0.15мм5 и поняли, что что-то мы слишком долго молчим, а тем временем, на эту узкую технологическую нишу трехмерной печати в домашних условиях начинает всерьез разевать рот большой бизнес

Но о деталях я расскажу вам чуть позже, а пока — несколько картинок.

  1. Мы достаточно долго ссорились с поставщиками деталей, которые продают то, чего по факту у них на складе нет, и на что они не могут даже назвать цену, чтобы позволить себе что-то в том же духе.
  2. В связи с этим, вместо продолжения публикаций про Urd, в котором лично я смысла более не вижу, я буду рассказывать про более новую машину и про историю этой разработки — по крайней мере, будет чего почитать.
  3. Цитируя бродящую по рунету историю про сборку парника, “Мы с напарником собираем за шесть часов, а вы — от двух дней и до развода.” С менделями и их ближайшими потомками дело обстоит именно так, и у нас иной раз уходило больше недели. Сколько уходило бы у человека менее подготовленного, я даже сказать не берусь.
  4. О чем неминуемо воспоследует длинная лекция, поскольку лично мне кажется, что феномен который буржуйские коллеги называют “Z axis wobble” имеет более сложную природу чем принято считать, и решается в основном посредством методов вуду.
  5. Я понятия не имею откуда пошла мода указывать толщину слоя в микронах, но если вам интересно сравнить с конкурентами, это 150 микрон. Меньше можно, но несколько менее уверенно — надо таки заказать покрытие сопел тефлоном и придумать способ сверлить в соплах более тонкие дырочки чем 0.4мм.