Як я друкую 3D-замовлення для ЗСУ і що для цього потрібно

💡 Усі статті, обговорення, новини про оборонні технології — в одному місці. Приєднуйтесь до Defence tech спільноти!

Мене звати Валентин Полонуєр, я керую командою TechOps в компанії HOSTiQ. У вільний від роботи час — друкар для війська. У колонці розповім про те, як долучитись до спільноти, що потрібно для старту, які моменти варто знати та скільки грошей потребує вклад у такий формат допомоги армії.

Знайомство з волонтерами та початок співпраці

Коли розпочалося повномасштабне вторгнення, я, як і мільйони українців, кинувся допомагати армії. Постійно донатив усі наявні гроші, волонтерив, але було відчуття, що роблю недостатньо. Якось зустрів колегу, який розповів, що має 3D-принтер, друкує різні замовлення для захисників, і вже хоче купувати другий. Я зацікавився.

За його порадою зареєструвався на сайті «Друк Армія». Волонтерська спільнота українців друкує різноманітні деталі на 3D-принтерах, аби економити ресурси для більш важливих потреб. Наразі спільнота налічує майже 8 тисяч людей. Кожен з них має від 1 до 15 принтерів, і друкує вироби на замовлення громадських організацій та штабів збройних сил.

За два тижні я пройшов онлайн-курс з друкарства в школі «Друк Армія». На сайті в особистому кабінеті, який постійно оновлюється, є докладні інструкції з налаштувань принтерів, форум для обміну досвідом. А також куратори, з якими можна проконсультуватися, якщо є питання. Там же розміщені замовлення, які потрібно друкувати.

Серед виробів спільноти: конектори для Starlink, стартові платформи та скиди для дронів, адаптери, навіть ракети з гранатами, які потім військові «начиняють» вибухівкою.

Я почав глибше вивчати тему — насправді нічого складного немає: купив принтер, взяв завдання, отримав 3D-файл для друку, готові вироби відправив куратору. Кожне замовлення має дедлайн, до якого його потрібно виконати. Стартувати можна з нескладних замовлень. Після друку перших деталей отримуєш коментарі від куратора, і починаєш працювати на постійній основі.

На що звернути увагу в процесі друку

Незабаром буде рік, як займаюся друкарством. За цей час вдосконалив свої навички, а також помітив деякі особливості, про які варто знати.

Як обрати принтер

Прогрес на місці не стоїть, тому раджу тим, кому цікава тема друкарства, поговорити про моделі принтерів з кураторами «Друк Армія». Вони в курсі й щодо цінової політики, й щодо останніх новинок на ринку принтерів.

У школі є окремий розділ, першу модель принтера мені там і порадили. Наразі вже маю три машини: два — Ender 3 V3 SE та один — Bambu Lab. Техніка стоїть вдома — виділив під неї частину кімнати.

Два принтери Creality Ender 3 V3 SE та OrangePi, яка ними керує

Два принтери перевів на Klipper. Це кастомна прошивка з відкритим вихідним кодом для 3D-принтера, яка поєднує в собі можливості Raspberry Pi й материнської плати машини. Завдяки цьому принтери працюють на підвищених швидкостях з більшою точністю та контролем.

Принтер розуміє просту мову: прогріти сопло до 200 градусів, перевести сопло з позиції Х до позиції Y, при цьому видавлювати пластик з певною швидкістю. Щоб принтер зрозумів команди, треба перетворити 3D-модель на рухи принтерної головки. Для цього використовується формат gcode (хто працював з CNC-станками, в курсі). ПЗ для перетворення 3D-моделі в опис рухів і дій принтера в gcode-форматі називається слайсером, бо «нарізає» модель. Приклади такого ПЗ — Orca Slicer, Cura тощо.

Перший час я постійно «танцював» біля принтерів, тому що запускав кожну деталь окремо або не міг вгадати з кількістю деталей в партії. Доводилось часто знімати поверхню, скидати з неї у ящик те, що надрукував, та ставити усе наново — перезапускати друк на наступну партію. Згодом навчився робити так, щоб вгадувати за часом, і друк йшов увесь мій робочий день без зупинок. Відтоді я можу спокійно займатись своїми справами. Знаю час завершення процесу увечері — йду до принтерів, знімаю надруковане, перевіряю, що пластику на ніч вдосталь. Якщо ні, ставлю нову кілограмову котушку, запускаю партію. Потім те саме зранку.

На дорогих принтерах вже встановлена можливість з’єднання зі смартфоном чи комп’ютером. Наприклад, мій дуже швидкий Bamboo Lab має опцію сповіщень — повідомляє про кожну помилку, і вивчати додатково нічого не треба. Якщо мова про дешевші принтери, особливо китайські, вони небагато «скажуть» про те, що саме з ними не так. Важко знайти проблему, особливо коли ти перевів принтер на кастомну прошивку, яка ще менше розповідатиме про проблеми.

Тому тут варто подумати, де зекономити: на першому принтері чи на своїх нервах потім. Проте до усього можна «прикрутити» індивідуальні налаштування, щоб не сидіти як черговий біля принтерів під час друку.

Знаю людей, які мають понад п’ять принтерів, встановили їх в окреме приміщення — гараж. Приходять туди раз на день, забирають готові вироби, запускають наступний друк. У таких випадках сповіщення теж дуже виручають, тому що є певні ризики втрати виробу. Якщо надрукована тільки половина деталі та закінчився пластик, потрібно якомога швидше замінити котушку.

У принтерів є своя властивість: коли напівнадрукована деталь довго стоїть на столі, навіть на такому, що постійно підігрівається, вона рано чи пізно відклеюється від поверхні та продовжити друк вже неможливо. Буває і таке: навіть якщо деталь не відклеїлася від столу, і ви поставили новий пластик та друк продовжується, адгезія між шарами на місці поєднання погана. Деталь розвалиться на дві з ідеальним зрізом, як у фільмах про самураїв. Тому плюс від сповіщень принтера на телефон та можливість швидкого доступу до своїх принтерів точно є.

Як обрати пластик

Пластикова нитка товщиною 1,75 мм нагрівається до 190-230 градусів (PLA), 210-250 градусів (PETG), і ще гарячіше для інших пластиків. Розплавляється та нашаровується. Найпоширенішим шаром у висоту 0,2 мм формується деталь. Висота і ширина налаштовуються за вказівками від куратора. Відповідно, що більше висота шару, то швидше друкується деталь, тому що друкголівці треба зробити менше шарів, і менше «порожніх» рухів.

Процес друку, перший шар

Я працюю з нетоксичним пластиком, яким можна друкувати на відкритому принтері. Починав з PLA — це кукурудзяний крохмаль, біодеградабельний пластик. Вважається пластиком для початківців. Якщо хочеться друкувати швидко, але вироби недовговічні та нетривкі до більш екстремальної погоди та температур — наприклад, ті ж скиди для дронів, для цього підійде пластик PLA.

Наразі здебільшого вже працюю з PETG — з ним друк повільніший, проте деталі виходять міцніші. Це майже інженерний пластик. Більшість замовлень від військових саме на ньому.

Для «екзотичних замовлень», коли потрібні дуже гнучкі вироби, підійде TPU-пластик. Якщо потрібно, щоб частина виробу проводила струм, то є TPU Conductive варіанти (пластики на основі TPU із вмістом вуглецевих нанотрубок, що володіє опором 10^2-10^4 Ом·см). Якщо потрібно, щоб деталь світилася, є флюоресцентні пластики. Звичайно, це все вказано в деталях завдання на друк.

Зверніть увагу, що деякі з видів пластику при друці та нагріванні будуть видавати токсичні пари. Тому треба уважно дивитись характеристики матеріалу перед тим, як взяти замовлення, а також мати закритий принтер для таких випадків.

Я купую 30 кг пластику на місяць. Замовляю нову партію одразу, як розпаковую останню котушку на 3 кг. Приблизно за два-три дні Новою Поштою надходить моє замовлення від українських виробників. «Друк Армія» надає промокоди зі знижками для тих, хто друкує для них постійно. Також спільнота збирає донати для закупівлі пластику. Його безплатно надають «великим» друкарям, які мають понад 10 принтерів.

Запакована котушка філаменту на 3 к

Додатково треба враховувати колір пластику. Зазвичай на вироби для військових підходить хакі, проте можуть бути інші запити в умовах замовлення. Наприклад, для одного з боків корпусу ліхтариків потрібен світлий колір пластику, або навіть прозорий. Це пов’язано з тим, що всередину потім додають світлодіод, і світло має проходити назовні. Відповідно таке замовлення на сайті «Друк Армії» варто брати, якщо в наявності є потрібний колір. Додам, що усі замовлення доволі детально розписані, тому варто просто уважно читати умови.

Раджу додруковувати наявний пластик повністю, а потім завантажувати інший, щоб це не стало проблемою. Річ у тому, що нова партія пластику може потребувати нових налаштувань та калібрувань принтера. Якщо бачу, що в мене будуть залишки, то роблю не 50 замовлених деталей, а більше. Або можу надрукувати щось для себе, наприклад, зробив на залишках підставку під відеокарту. Ще один варіант — зберегти старий пластик на ті часи, коли залишки врятують друк нового замовлення.

Окрему увагу треба приділяти зберіганню пластику — він вбирає в себе вологу. Візуально це неможливо виявити, проте, коли почнеться друк, якість виробів буде низькою. Якщо така прикрість сталася, пластик треба сушити. Для цього є спеціальні сушарки, або можна пошукати лайфхаки на кшталт сушіння у духовці тощо. У «Друк Армії» є ціла пачка пояснень, як сушити пластик.

Сушилка для пластикового філаменту

Безпека, результати та витрати

У цій справі є своя специфіка, тому варто зважати на різні безпекові моменти: як для виробів, так і для себе.

• Додрукувати деталь після зупинки принтера, як вже казав, не завжди вийде, тому потрібно забезпечити безперебійність на випадок блекауту — користуйтесь UPS, EcoFlow, або чимось схожим.
• Якщо замовлення передбачає друк токсичним пластиком, необхідно мати добре провітрюване приміщення або принтер з закритим корпусом та витягом.
• Під час друку не варто лізти руками до головки принтера, яка розплавляє пластик — вона нагрівається від 180 до 250 градусів, можна отримати опіки. Також не забувайте, що принтер — це тупа залізяка, яка рухається під час друку. Є ризик зіпсувати деталь та отримати перетиснутий або зламаний палець.
• Обов’язково мати поруч вогнегасник, якщо принтери підключені до джерела безперебійного живлення із зовнішніми батареями.

Після друку я відправляю спаковане замовлення кураторам. Вони його перевіряють і, якщо не «бракують», передають військовим їхнє замовлення на фронт.

Вище радив уважно читати умови замовлення на сайті, тому що бувають різні ситуації. Наприклад, можна надрукувати партію виробів 50 штук, а потім побачити, що деталь має бути з додатковими шарами зверху. Усі виготовлені вироби на 0,6 мм менші, тому можуть не підійти під конкретні запити військових. Тут лишається тільки два варіанти: питати куратора, чи підійде все ж таки недороблений з неуважності виріб або викинути усю партію у сміттєвий бак. Перероблення пластику — складна і не дуже поширена в Україні практика. Є лише кілька компаній, які це роблять. Брак — шкода екології та додатковий час і витрати на відправлення для перероблення.

За місяць я використовую близько 26 кілограмів пластику. 25 йде на корисні для наших захисників вироби, залишок враховує брак та урізки. За весь час надрукував 165 кілограмів виробів — розрахунок можна побачити в особистому кабінеті на сайті. Останнє моє замовлення — 69 скидів під дрони.

З часом друку буває по-різному: якщо деталь простенька, як, наприклад, корпус для ліхтарика — принтер друкує швидко. Якщо складніша, скажімо, з різьбою, то робота йде повільніше — надрукувати різьбу треба так, щоб вона не збилась. Орієнтовно по часу в середньому йде від 20 хвилин на щось просте та до кількох годин на складну деталь. Відповідно, на партію може піти доба постійного друку.

Перший принтер придбав за 8 тисяч гривень. Вартість пластику за кілограм — від 250 до 500 грн, залежно від пластику та постачальника. 1200-1500 грн — це за 3 кг котушки. 30 кг — це 6 котушок, на місяць виходить 7200-9000 грн. Мій останній рахунок на місяць був 7650 грн без знижок.

Один принтер тягне максимум 50-60 Ватт під час друку та 350 Ватт під час прогріву. Три мої принтери беруть близько 200 Ватт під час друку, кіловат під час прогріву. Фактичні короткочасові (кілька секунд) піки можуть досягати 1.5 кіловата. Стільки ж «тягне» бойлер чи пральна машина.

Наостанок

Загалом мені досить цікава справа друкарства — я бачу, як зароджується цей ринок в Україні. Знаю, що друкують вже навіть будинки, також знаходив моделі для друку домашнього маленького токарного станка на моїх принтерах.

Проте поки маємо максимально вкладатись у боротьбу з ворогом. Тому впевнений, що, зважаючи на всі обставини, принтер має стояти в кожній хаті. Надзвичайні відчуття, коли надрукував на принтері скид чи гранату, і потім бачиш на відео, як вона летить по окупантах — це сильно мотивує. Настане мирний час — знайдемо, що друкувати: нам ще відбудовувати країну після перемоги.