3D-друк для ЗСУ: покроковий гайд, мій досвід та як не вигоріти
Вітаю, мене звуть Ілля, я Cloud Architect у компанії Svitla Systems, і я — друкар. У цій статті хочу розповісти, як я став друкарем, з якими проблемами стикався та як почати займатись 3D-друком. Стаття може буде цікавою тим, хто розмірковує, чи варто починати, що для цього потрібно і які витрати доведеться планувати. Це не технічна стаття, тому я спробую максимально оминати обговорення специфікацій та технічні деталі.
Проте можу підтвердити, 3D-друк — цікаве заняття, що об’єднує друзів, і дозволяє на кожному кроці цього шляху допомагати війську, друкуючи вироби.
Одразу маю зробити декілька дисклеймерів: я ділюсь власним досвідом, і якщо читач надихнеться цією статтею, вирішить приєднатись до ком’юніті друкарів та зможе освоїтись швидше та ефективніше, буду радий. Я не вважаю себе досвідченим друкарем, попереду ще довгий шлях навчання. Крім того, в тексті я буду зазвичай казати «ми», а не «я», бо друкуємо ми разом з дружиною, інколи допомагають батьки.
Шлях друкаря
Ідея
Приблизно 2 роки тому ми розмірковували над тим, як можна більше допомогати військовим крім поточних волонтерських активностей. На той момент 3D-друк військових виробів вже набрав популярності, ба більше — існували ком’юніті, що спеціалізувались на такому 3D-друці. Як, наприклад, ДрукАрмія, про яку вже згадували на DOU. Попереднього досвіду з 3D-принтерами та друком методом FDM в мене не було. Проте я розумів, що 3D-принтер дозволяє друкувати кастомні деталі під конкретну потребу, причому економічно виправданих альтернатив для малих партій виробів не існує.
Крім того, ця область волонтерської діяльності має певний рівень входу, а саме грошові витрати й технічні навички, тому було цікаво спробувати свої сили. Ми приєднались до ДрукАрмії і почали друкувати вироби. Хоча спочатку це радше називалось «намагались друкувати вироби», потім «намагались друкувати якісні вироби, що відповідають ТЗ», і тільки потім вдалось зробити перші відправки.
Неочікуваний результат — мало бути 12 кронштейнів
Багато інформації я отримав зі статей Школи, причому нові матеріали додаються регулярно і відповіді, які мені доводилось шукати, тепер можна знайти одразу. Звісно, ДрукАрмія — не єдине друкарське ком’юніті й читач може вибрати будь-яку інше. Проте мені подобається, як ДрукАрмія організована, і як вона розвивається.
Загалом, приєднатись до 3D-ком’юніті «нескладно»: переглядаємо рекомендації та навчальні матеріали, купуємо принтер, обираємо й друкуємо завдання, пакуємо, відправляємо вироби військовим.
На ринку представлені моделі 3D-принтерів в ціновому діапазоні від 150 до 3 000 доларів. Початківцю не варто купувати найдорожчий принтер: це спеціалізовані моделі, що вимагають відповідних знань і досвіду. Варіант з найдешевшими моделями теж не дуже прагматичний, оскільки 3D-друк — не тривіальний процес, чуттєвий до вологості, температури, особливостей філаменту тощо. Бажання заощадити може з’їсти купу часу та зіпсувати багато філаменту.
Для старту я рекомендую розглянути BambuLab A1 або BambuLab P2S — більш доступний і більш функціональний варіанти. Принциповий недолік цих принтерів: виробник — китайська компанія, через сервери якої проходять всі друковані завдання. Раніше дешевше було везти принтер з Європи, зараз простіше, швидше та надійніше взяти в Україні. Стартовий пакет, принтер, трохи філаменту та запчастини для першого ТО будуть коштувати приблизно $450 та $800 (залежно від моделі). Припускаю, що для більшості читачів цілком можливо зібрати таку суму та придбати принтер.
Якщо не буде часу друкувати або можливості придбати філамент, є різні варіанти. Наприклад, принтер може відпочити. Якщо ви ведете офіційну волонтерську діяльність, можна створити цільову банку для придбання філамента та інших витратних матеріалів. 1 кілограм українського філамента коштує від $9 — ціни не захмарні.
Інша опція — звернутись в 3D-ком’юніті, пошукати внутрішні програми спонсорства і отримати філамент безкоштовно. Також у деяких підрозділів є власні майстерні, тож інколи можна передати принтер, щоб він продовжував приносити користь. А в окремих завданнях від військових може бути умова повернення філаменту — коли їм бракує потужностей для швидкого друку.
Навіщо це потрібно
По-перше, це красиво ©. Знайомий, досвідчений друкар, порадив: коли поставимо перше завдання на друк, взяти морозиво/попкорн і спостерігати за друком. Це була слушна порада — справді захопливо дивитись, як з абстрактних переміщень головки принтера з’являється функціональний виріб, яким можна користуватись. BambuLab підтримує величезне ком’юніті, де можна знайти безкоштовні 3D-моделі для власного використання: від іграшок до інтер’єрних елементів. Їх можна друкувати для використання за призначенням, а також для навчання, щоб подивитися на різні рішення та поекспериментувати із різними пластиками.
Новорічні іграшки та експеримент із кольоровим друком
Військові вироби можна поділити на дві великі категорії — інженерні та гуманітарні. Можливо, ви чули про друк хвостиків, макетів чи корпусів бімб. Це все — інженерні вироби: те, що допомагає літати нашим дронам, робити тюнінг, точніше влучати в ціль бімбам, зображувати хибні цілі й тим самим зберігати військове майно, а також безпосередньо нищити окупантів.
Серед інженерних виробів є такі, що довели свою ефективність, і навіть якщо лише один виріб із сотні виконає своє призначення, друкар може додати одиничку до свого персонального списку знищених цілей (підрахуйка ©). І цей результат вже є достатнім фактором для того, щоб знайти час та можливість і почати друкувати.
Гуманітарні — це різноманітні навчальні макети та медичні вироби. Користь від друку медичних виробів, мабуть, пояснювати не потрібно. З макетами аналогічно: якісний макет вдосконалить навчання, збереже життя та наблизить перемогу! ©
На додачу завдання на друк макетів зазвичай мають спеціальні фіксовані кольори для деталей та постобробку, що робить їх не такими простими. Це, знову ж таки, додатковий виклик та можливість розвитку як друкаря.
Військова гра — 12 кг / 5 тижнів. Червоні вже в коробці
Друк виробів — це дуже важлива, але все ж лише частина процесу знищення окупантів. Якщо надрукована деталь не відповідає технічному завданню, вона не виконає свого призначення. Ба гірше — може завдати шкоди майстру або користувачам (військовим). Тому дуже важливо виконувати друк якісно, перевіряти відповідність технічному завданню на міцність, повністю робити постобробку виробів та уточнювати всі незрозумілості.
А якщо виріб неякісний — без жалю утилізувати. На перших завданнях об’єм браку буває значним, і, звісно, це дратує, проте будь-яка нова діяльність пов’язана із невдачами. В такому випадку аналізуємо, намагаємось зрозуміти помилки і звертаємось на форум. Там допоможуть ті самі «дивні» люди, які знають про друк все і готові ділитись цими знаннями.
Як на мене, сьогодні немає альтернативи «домашньому», малосерійному друку 3D-виробів з організаційної чи економічної точки зору. Скажу очевидну річ: військові технології змінюються з шаленою швидкістю, і тому вироби так само регулярно оновлюються — відбуваються покращення, виправлення недоліків, адаптація моделей відповідно до зміни застосування.
Те, що підрозділи отримують вироби від спільноти друкарів безкоштовно й досить швидко, дає змогу самостійно розробити деталь, протестувати її, а потім замовити велику партію. Стосовно економічної переваги друку можу навести, наприклад, розрахунок вартості макетів від ДрукАрмії. Аналогічно я сам сильно здивувався, коли побачив ціни на макети й порахував собівартість надрукованого макета, враховуючи амортизацію, електрику, обслуговування та філамент. Отже, ми маємо друкувати, щоб підтримувати швидкість та гнучкість 3D-ком’юніті, які закривають потреби військових.
І ще, може, дещо цинічна користь від таких вмінь — якщо читача несподівано мобілізують, навички 3D-друку та 3D-моделювання можуть допомогти потрапити, наприклад, в лабораторію підрозділу безпілотних систем.
Наостанок, мене охоплює гордість за якісно виконану роботу, коли відправляєш партію надрукованих виробів, отримуєш підтвердження якості, а через певний час бачиш ролики з використанням аналогічних виробів. І задля цього варто витрачати свій час та гроші.
Ресурси
Якщо пробувати відповісти на питання «скільки потрібно грошей на 3D-друк», то правильним буде балакати не тільки про гроші. За моїм досвідом, 3D-друк — це щось середнє між тамагочі та автомобілем. Може працювати ідеально, може захворіти від неякісного харчування, може почати вередувати, щоб привернути увагу.
Тому я б рекомендував оцінити, скільки ви зможете виділити вільного часу та простору, скільки хочете витрачати грошей, чи достатня у вас емоційна стійкість.
На що йдуть ці ресурси:
- Час: придбати принтер, обслуговувати, оновлювати, створювати завдання на друк, слідкувати за друком виробів, виконувати постобробку, збірку та відправку виробів.
- Простір: місце для принтера та додаткових модулів (сушка, AMS), ізоляція від шуму, запас філаменту, деталі частково надрукованих завдань, відходи, поштові коробки та пакувальний матеріал.
- Гроші: принтер, тюнінг, витратні матеріали, обслуговування, електричне споживання та ДБЖ, філамент, додаткові запчастини для виробів, поштові відправки.
- Емоційна стійкість: пережити різноманітні технічні несправності, неправильно сформовані завдання, збої друку, неякісний філамент.
Після прочитання цього переліку читач може вирішити, що все занадто складно та песимістично. Проте в кожному пункті присутня гнучкість. Наприклад, час. Для деяких завдань дають готові .3mf-файли проєктів під Bambu Studio, що дозволяє швидше почати друк. Якщо у вас є діти чи ви живете разом з літніми людьми, які мають вільний час, вони цілком можуть слідкувати за друком та допомагати з постобробкою. Сьогодні спільне волонтерство — популярний формат дозвілля, тож можна збиратися з друзями «на пиво» і разом готувати сотні чи навіть тисячі виробів.
Аналогічно стосовно простору та грошей. Для кожної позиції можна знайти декілька варіантів і організувати все так, щоб процес друку був стабільним, а ризик неприємних сюрпризів меншим. Нижче я розкажу про наш досвід — сподіваюся, це дасть читачеві більше практичної інформації.
Що далі
Ви придбали принтер(и), навчились якісно друкувати вироби — і через певний час з’являється питання «Що далі?». При цьому це може бути як «куди розвиватись далі», так і «набридла ця технічна робота». Думаю, серед читачів будуть не тільки розробники, а і дизайнери, тестувальники чи менеджери. За моїми спостереженнями є кілька напрямів, які можуть виявитися цікавими залежно від ваших навичок і основної професії.
Мабуть, найпростіший технічний варіант — це масштабування: придбати ще один-два принтери і концентруватись на друці невеликої номенклатури. Це дозволить зменшити кількість сюрпризів, бо проєкти друку будуть мінятися не часто, налаштування вже підібрані під виріб та філамент, легко планувати час та фінансові витрати.
Як результат ви зможете повністю закривати термінові (невеликі) запити на ці вироби, або суттєву частину великих запитів, допомагати на форумі з питаннями щодо цих виробів. Наступний рівень у цьому напрямі — переходити до «промислових» обсягів, коли у вас 10+ принтерів. Наприклад, можна почитати статтю про друкарський цех.
Трохи інший напрям друку може бути цікавим для «гіків» — кастомізація принтерів та прошивки, дослідження найменших деталей та особливостей процесу друку. Такі знання не завжди напряму збільшують кількість надрукованих виробів, зате можуть бути дуже корисними спільноті: наприклад, у технічних гілках форуму, де розбирають проблеми з принтерами та помилки друку.
Наступний дуже цікавий, особливо для дизайнерів, напрям — 3D-моделювання. Перш ніж друкар завантажить .stl-файл та почне друкувати вироби, моделіст має створити модель виробу. І маю зазначити, що моделювання — дуже складний процес, який вимагає різноманітних знань. З одного боку, модель має відповідати технічному завданню: умовно кажучи, бути певної форми та міцності. Можливо, деталь не вкладається в одну модель і доведеться розбити виріб на декілька частин-моделей, які потім потрібно буде зібрати разом.
Крім того, друк методом FDM має певні обмеження щодо розміру сторін, товщини стінок, можливих нависань, міцності з’єднань між шарами, і не будь-яка модель гарно надрукується й буде достатньо міцною. Тож досвідчений моделіст має врахувати всі такі особливості, щоб створити ефективну модель, перевірити її друк, узгодити із замовниками, і тільки потім публікувати.
Як зазначено вище, друк виробів — це лише частина процесу. Коли вироби надруковані й спаковані, вони їдуть на наступний етап збирання чи до військових. При цьому хтось має спочатку створити замовлення на необхідну кількість виробів, отримати надруковані вироби, перевірити якість друку, можливо, допрацювати та відправити далі.
Цей «хтось» — куратор виробу. Тому якщо ви не технарь, але маєте гарні менеджерські навички, цілком можете бути куратором виробу чи напряму. В ком’юніті друкарів позиція куратора може включати різні обов’язки, але загалом це збір замовлень, керування «складом», замовлення друку для наповнення «складу», контроль необхідного запасу, контроль якості, отримання та відправка пакунків.
І ще один варіант — умовно «власний проєкт»: якщо у вас є друзі чи знайомі серед військових, ви можете отримувати запити й друкувати для них напряму. Плюси та мінуси цього варіанту будуть схожі до різниці між самостійною роботою на замовника проти роботи в великій IT-компанії (тільки все за власний кошт). В такому випадку можна допомогти із моделюванням чи друком деталей, які не варто викладати в публічний доступ. Але ключове обмеження — обсяг запитів, який ви здатні виконати: він напряму залежить від вашого парку принтерів.
Рекомендації
Простір
Коли принтер приїхав, то з’ясувалось, що він чималенький і досить гучний під час друку. Тому найкращий варіант розташування принтера чи навіть принтерів — це виселити його з усіма супутніми речами в окрему кімнату. На жаль, така можливість є не в усіх, тому потрібно заздалегідь запланувати, де принтер буде знаходитись у вашому життєвому просторі.
Багато знайомих тримають принтер в спальні. В такому випадку завдання на друк потрібно планувати таким чином, щоб вони закінчувались за
Наступне питання — це забезпечення принтера стабільним живленням. Наприклад, наш принтер здатен витримувати тільки короткочасне відключення електроенергії — йому не страшне випадкове виключення з розетки. Але якщо електрики немає довше, принтер може «забути» завдання. А навіть якщо й продовжить, деталі встигають охолонути, і наступні шари можуть не зчепитися з попередніми. В такому випадку частково надруковані деталі йдуть в утилізацію. Це зайва витрата часу та грошей. З огляду на поточну ситуацію, я сподіваюсь, більшість читачів вже мають реалізовані рішення забезпечення безперебійним живленням. Якщо у вашій оселі бувають стрибки напруги, бажано встановити стабілізатор. Потужність принтера залежить від моделі, в нашому випадку споживання приблизно 150 Wt на годину, що не критично для інвертора чи EcoFlow. Проте це 1.5 kWt*год на день друку або 45 kWt на місяць.
Крім того, з часом з’являться й інші «супутні» речі.
Філамент. В середньому це буде приблизно
Інструменти для ручної роботи. Оскільки дружина захоплюється рукоділлям, то в нас вже були різноманітні обценьки, кліщі, дрібні щітки, надфілі, і навіть гравійна машинка Dremel із купою насадок. Один якісний ручний інструмент коштує від 500 грн, набір надфілів від 300 грн. Не раджу купувати дешевий інструмент, бо він швидко виходить з ладу, метал покривається зазубринами, працювати незручно, та і це псує пластик. Починати можна з тоненьких плоскогубців, кусачок і набору надфілів.
Коробки, навіть багато коробок, пакувальний папір, чорна плівка, скотч. Запас коробок дозволяє заощадити трохи грошей, бо альтернативи — регулярно купувати їх на Новій пошті чи в Укрпошті або оплачувати пакування. Варто мати розумну кількість коробок об’ємом 3 та 5 кг (такий собі універсальний розмір для партії виробів) і, можливо, декілька маленьких.
Витратні матеріали та засоби для обслуговування. З принтером приїхала коробка інструментів та трохи розхідників. Розхідники можна купувати в українських магазинах або регулярно замовляти з офіційних європейських чи китайських сайтів. Ми тримаємо набір розхідників на
Надруковані вироби. Якщо замовлення об’ємне, надруковані вироби накопичуються, доки чекають відправки. В переважній більшості виріб складається з декількох деталей, і ми їх розкладаємо по окремих пакетах, бо так простіше перевіряти необхідну кількість. Також якщо деталі потребують постобробки, вони в процесі мігрують по пакетах. Для цього використовуємо пакети від
Порожні котушки, які досить швидко накопичуються при регулярному друці. Деякі види котушок, наприклад від Sunlu, приймають на переплавку. Деякі виробники (3DPlast, LBL, Monofilament) приймають котушки назад і нараховують бонуси — це фактично знижка на наступні придбання. Для пересилання можна використати великі коробки, в яких приходить філамент. Наостанок можна утилізувати як пластикове сміття.
Філамент
Хочу трохи докладніше поговорити про філамент. Думаю, у кожного друкаря є улюблені виробники, а також багато веселих та сумних історій, пов’язаних із філаментом. Різних типів філаменту є дуже багато, але починають або з PLA, або PETG (CoPET). Далі як і в PLA, так і PETG є різноманітні підвиди: спеціальні кольоротипи, прозорі/напівпрозорі, для швидкісного друку тощо. З PETG вироби виходять міцніше, тому, наприклад, декоративні ми друкуємо з PLA, а військові — з PETG.
До речі, більшість замовлень на військові вироби якраз вимагають PETG. Особливої різниці у складності я не помітив, але потрібно підбирати налаштування під кожен тип філамента, щоб навчитись правильного друку. Я б радив спочатку спробувати зі зразком філаменту (PLA), що йде в комплекті з принтером. Це дозволяє зрозуміти, як він друкує, і який результат для нього є еталонним.
На українському ринку є багато пропозицій філаменту: як від місцевих виробників (3DPlast, Monofilament, LBL), так і від іноземних (Sunlu, Creality, BambuLab). Крім того, маючи посвідчення друкаря ДрукАрмії, можна отримати непогані знижки. Рекомендую порадитись із колегами, почитати відгуки, визначити
Під час підготовки завдань слід врахувати заявлені виробником температурний та швидкісний режим. Рекомендую спробувати один філамент на завданнях різного типу: хвостики, коробки, навчальні вироби. Часто виявляється, що під різні моделі потрібні різні налаштування навіть для одного філаменту. Може так бути, що, наприклад, не вистачає плавкості, і вироби з великими міцними стінками друкуються погано. Надалі ви будете краще розуміти, які вироби можна брати в друк, якщо маєте конкретний філамент.
Наступний момент — об’єм котушок. Для військових виробів зручно використовувати котушки по 3 кг, оскільки колір змінюється нечасто. Очевидно, що вони займають більше місця на столі, їх важче носити, посилка виходить 15 кг — не кожному зручно донести її з Нової Пошти. Альтернативою є маленькі котушки (від 0,5 до 1 кг), але з ними зворотна проблема: друк з маленьких котушок важче залишити без нагляду, бо філамент швидко закінчується, і хтось має поставити нову. За моїм досвідом, маленькі котушки зручніші для кольорового друку, бо на партію виробів йде лише
Вище я писав, що за моїми відчуттями потрібно тримати приблизно
Якщо додати до цього котушки різного розміру, то загальний запас легко сягає до 50 кг — а це вже чимало простору.
Коробочки для пігулок — 1 замовлення, 2.5 кг, 5 кольорів, 2 виробники, 1 проблемна котушка
Підсумовуючи, потрібно підібрати виробника, філамент якого відповідає вашим очікуванням. Проте цей вибір трохи складніший, ніж лише «ціна-якість»:
- Ціна з урахуванням знижок, які ви можете отримати.
- Якість філаменту для конкретних виробів. Наприклад, один виробник продає філамент дорожче — близько $15/кг — але з більш «насиченим» кольором, і кольорові вироби виглядають щільнішими. Інший виробник пропонує філамент за $9/кг: він якісний, але кольоровий пластик може бути трохи прозорим. Це цілком підходить для виробів для війська, але не завжди — для декоративних.
- Наявність кольорів та швидкість доставки. Інколи філамент закінчується неочікувано, а замовлення не хочеться затримувати.
- Якість та об’єми намотки котушок.
- Регулярність проблем: неякісна намотка, нерівномірна нитка. Наприклад, ми спробували нового виробника — і з 20 кг проблемними було декілька котушок. У іншого в тому самому ціновому діапазоні погана намотка була теж на декількох, але з= ~ 70+ кг.
Друк
Моя головна порада — шукати компроміс і баланс між різними завданнями.
Коли ви берете завдання на друк нового виробу, щоб якісно його зробити, потрібно:
- Звантажити .stl-файли виробів, створити та налаштувати проєкт згідно з технічним завданням.
- Обрати філамент та відкоригувати налаштування відповідно до виробу.
- Надрукувати тестову партію, перевірити якість та уточнити можливі питання на форумі чи з куратором.
- Організувати пластини, щоб набір деталей мав зручну тривалість друку. Наприклад, 4 чи 6 годин, тоді можна комбінувати пластини й вкладатись в денний час.
- Надрукувати необхідну кількість всіх деталей, почистити чи зібрати вироби.
- Запакувати та відправити.
Процес створення нового виробу може бути цікавим: він дозволяє вивчити щось нове про принтер чи друк, а також розібратись із цікавою формою. З іншого боку, це завжди додатковий час — особливо на підготовку проєкту, друк тестової партії, аналіз та виправлення помилок. Також слід врахувати, що загальний час виконання завдання включає друк, постобробку та пакування.
Пакування — це окремий вид мистецтва ©. Щоб спростити цей крок, рекомендую з’ясувати, скільки повних комплектів виробу можна покласти в стандартну (за вашим вибором) коробку. Тоді можна або брати замовлення на кратну кількість комплектів (більше за мінімальну партію), або підібрати іншу коробку під потрібну кількість, орієнтуючись на габарити виробу.
Через деякий час цей виріб друкувати стане просто: проєкт завантажений на принтер, час легко спланувати, всі деталі зрозумілі. Але друкувати одне й те саме починає набридати. З іншого боку, вироби теж змінюються або перестають бути актуальними.
Щоб знайти компроміс, я рекомендую відпрацювати друк декількох виробів, які у вас добре виходять, і виконувати регулярні замовлення на них. Це дозволить регулярно робити свій внесок в загальну справу, отримувати задоволення, причому з мінімальними часовими витратами та мінімальним коефіцієнтом браку. Періодично, коли є час та натхнення, розбиратись, брати замовлення на новий виріб (бажано без фіксованого дедлайну) і вчитись його друкувати. Це додасть різноманітності в вашу активність як друкаря і дозволить не вигорати, друкуючи один і той самий виріб.
Підсумок
3D-друк — це дуже цікаво і це реальна допомога військовим. Чи варто приєднатися до друку для військових? Так! Чи легко почати? Так! Чи будете відчувати себе частиною великого ком’юніті? Так! Тож обирайте принтер і приєднуйтесь!
Дякую за увагу й чекатиму на коментарі.
Сподобалась стаття? Підписуйтесь на автора, щоб отримувати сповіщення про нові публікації на пошту.

31 коментар
Додати коментар Підписатись на коментаріВідписатись від коментарів