Printing a model in parts

As explained in other posts the printing time of a single layer with this modified Ultimaker wasn’t quite the fastest. The motor on the external X-axis wasn’t able to move as fast as we would like so we started thinking in terms of making the printing more efficient and making the most out a position the printer would be in.

When observing the printing process we had noted the printer would make a lot of unnecessary movements from left to right and back, before going up a layer. We figured we could save time if we found a way to tell the printer first to print everything in range on the left side and once that was done, move over to the middle or right side depending on the width of the model to print.
Because of our limited time before the Science Fair and not having found the perfect general printing settings yet, a part of the team kept working on the actual setup, while others started testing these ideas on a standalone Ultimaker Original.
Luckily the implementation didn’t require a lot of coding or new plugins to be written. It turned out that by changing the machine settings in Cura from 1 to 2 extruders a g-code was written that made an Ultimaker Original printer with 1 extruder print models in certain parts. An other requirement though was that the model had been split into different parts which had to be made into stl’s and separately imported into Cura. By doing this it allowed Cura to understand how the partition was made and what to print first before moving to an other part.
screenshot.310
After some tests this seemed successful as you can see in this video:
YouTube Preview Image
First the printer is printing parts on the left side, before moving on to the right side, back left etc.
Because you’re making a print consisting of multiple parts we were afraid this might increase the weakness of the print, especially around the welt where 2 parts met. Therefor we also tried splitting the objects not with a straight line but with other curves, from serrated shapes to waves:
2014-10-23 12.42.51 2014-10-23 15.56.31
This proved to increase the strength of the objected when we tried to break it with force.
During further tests we ran into a problem when trying to print only the outline of an object. When switching to the other part, the printer often picked the opposite side which meant it had to stop printing, move and start printing again at a different Y coordinate. This resulted often in a mess of inaccurate ends/starts of lines.
2014-10-23 13.59.12
A solution to this seemed to either give the object an (low percentage) infill, or thicker wall or find better positioning for the cuts of different parts.
2014-10-24 11.05.41 2014-10-24 11.33.20
Finally we started running tests with models split into 3 parts and Cura set to 3 extruders.
While a lot of the previous found knowledge was applicable, we ran into new problem that hadn’t come up yet with only 2 parts.
3 parts meant different orders of printing those parts were possible and soon enough it showed our printer wasn’t clever enough to pick the most efficient order of printing.
screenshot.309 2014-10-24 11.57.48
For some reason it would always start with the middle X, move to the L, then all the way to the left X before going back to the middle etc.
So far we haven’t found a way yet to make it start on a certain side and then moving back in reverse order once it had finished a complete layer; left>middle>right (up a layer) right>middle>left (up a layer) etc.
YouTube Preview Image

Week 3

Afgelopen donderdag is Dolf weer langs om te kijken hoe het ging. Een heldere planning maken blijft erg lastig met dit project. Vanwege het expirimentele karakter is het moeilijk inschatten hoeveel tijd iets in beslag gaat nemen en waar je tegenaan zult lopen. Om de komende anderhalve week nog zo veel mogelijk vooruitgang te boeken hebben we een blokkenschema gemaakt om een overzicht te krijgen wat wanneer af moet en waar we nog speling hebben om eventueel op sommige punten nog verder uit te breiden.

Het is voor ons nu om een overweging te maken of ons focussen op één printer die goed werkt langs twee assen, of op het eventueel toevoegen van een tweede printer met een kans dat dit nog niet helemaal werkt.

Verder hebben we ook opnieuw geprobeerd met woodfill te printen. Het was tenslotte één keer eerder goed gegaan. Dit was echter op een print die al deels uit een ander materiaal bestond en met een erg lage materiaal hoogte. Als we direct op het printbed printen, hecht de woodfill niet goed en trekt het krom bij het afkoelen.

IMG_6797 2014-10-17 10.22.47

Een redelijke oplossing hiervoor is dubbelzijdig tape. Hier zijn we achter gekomen door trial and error. Het is nog steeds geen ideale oplossing, omdat de tape zelfs te goed aan de print plakt dat het erg moeilijk van het printbed loskomt en daarna opnieuw getaped moet worden. We hebben echter geen verwarmd printbed, dus er is momenteel geen andere mogelijkheid.

Vervolgens hebben we proefprinten gemaakt van het kunstwerk van de Rietveld Academie student met wie we contact hebben over het printen van zijn werk. De aangeleverde bestanden voldeden echter niet aan de eisen om goed geprint te kunnen worden met een Ultimaker. Het zat vol gaten, dus we hebben dit bewerkt zodat het aantal gaten gereduceerd is en het hopelijk nog voldoet aan de eisen van project vanuit de Rietveld Academie. Ook dit gaf nog geen ideaal resultaat, maar komt al dichter in de buurt van het beoogde resultaat.

2014-10-20 11.01.50 2014-10-20 11.02.05

Verder zijn we bezig geweest met het maken van een staalplaat voor de ophanging van de achterkant van de Ultimaker aan de de X-assen, want hout bleek niet sterk genoeg en er ontstond te veel speling. Ook is de motor voor de X-assen die onder de Ultimaker hing, met een staalplaatje en een geprint klemmetje naar de zijkant verplaatst. Deze motor kwam namelijk tegen het printbed en de constructie aan.

          IMG_6986

Toen de hele opstelling weer in elkaar gezet was en het testen voortgezet kon worden bleek dat er problemen waren met de beweging in de X richting. Bij het wisselen van extruder vergat de printer namelijk welke hoeveelheid hij eerder al opzij was bewogen en verplaatste zich dus te ver. Gelukkig kon dit door Tim in de firmware van de Ultimaker worden aangepast en verholpen worden. Ook bleek er onnauwkeurigheid te onstaan doordat de rubberen tandriem voor de verplaatsing langs de X-as niet geheel strak gespannen was omdat de motor tijdens het printen van een laag van beweegrichting veranderd en de motor dan eerst heel even bezig was deze strak te trekken alvorens zich te verplaatsen.

 

 

 

Week 1- Een succesje

Deze week ging het project dan echt van start. We hadden afgesproken dinsdag in Amsterdam bij Joris van Tubergen langs te gaan om een Ultimaker en een verticale rails op te halen zodat we daarmee aan de slag konden. De maandag werd dus besteed aan het opstellen van ons projectplan en verdiepte we ons in de algemene basis van het printen met een Ultimaker door een klein testprintje te maken met de bestaande Ultimaker²’s die op de IO faculteit te vinden zijn.

IMG_6631_2

De volgende dag vertrokken we vol goede moed richting Amsterdam om eerst langs het 3D Printing Canal House te gaan waar ze al enkele maanden bezig zijn een Grachtenpand te printen. Dit was erg inspirerend en liet goed zien dat het 3D printen van grotere objecten een wijd scala van toepassing heeft.

2014-09-30 11.35.04      2014-09-30 11.18.47

Bij Joris van Tubergen aangekomen kregen we een beter beeld van de opdracht en het plan; de bestaande constructie van de verticale rails op een zo toegankelijk mogelijke manier aanpassen dat er een object groter dan het bestaande printbed van 20×20cm geprint kan worden. Bij Joris hebben we ook Wael,  een student van de Rietveldt Academie, wiens kunstwerk misschien geprint gaat worden met de Ultimaker. Ook bezichtigde we de installatie van Joris en ontstonden de eerste ideeën voor de benodigde aanpassingen.

2014-09-30 14.04.30

Gewapend met een rails van bijna drie meter, een Ultimaker Original en een aantal losse rails, motortjes en onderdelen vertrokken we weer richting Delft.

2014-09-30 16.27.50  2014-09-30 15.13.50

Woensdag zijn we hele dag bezig geweest met het opbouwen van een frame waaraan de bewegende constructie bevestigt moet worden. Het was vooral een uitdaging een stijve constructie te maken zodat dalijk tijdens het printen er geen oneffenheden of afwijkingen ontstaan. Aan het eind van de dag was dit gelukt met een aantal aluminium balk en kon zelfs de printer al bevestigd en uitgelijnd worden zodat ‘s avonds de eerste testprint gemaakt kon worden.

YouTube Preview Image

Uit het brainstormen en skypen de volgende dag was duidelijke geworden dat we een groter en stabieler frame nodig zouden hebben om de beweging in de X richting beter te ondersteunen. Hier zijn we de rest van de dag dan ook mee bezig geweest en resulteerde aan de eind van de dag in een stijf frame van 1m×1,2m×3,5m waar volgende week mee verder kunnen om de verticale assen aan te bevestigen. Deze extra as zal in het weekend samen met nog een tweede Ultimaker Original in Amsterdam opgehaald worden zodat deze ook in de constructie opgenomen kunnen worden voor een stabieler en stijver geheel.

Het Team

Wij zijn Team XXL Ultimaker. En wij zullen ons de komende vier weken bezighouden met het aanbrengen van een vergrote X-as voor een Ultimaker, daar waar een vergrote Z-as al bestaat. Als het allemaal goed gaat (en we nog tijd over hebben), gaan we twee printers aan elkaar proberen te koppelen. We hebben er zin in!

De teamleden zijn:

IMG_6841_kopie

Reinier van Vliet- Bouwko 3e jaars

IMG_6848_kopie

Emma Wisse- IO’er 4e jaars

IMG_6845_kopie

Tim Hageman- Wb’er 3e jaars

IMG_6846_kopie

Mathijs Stroober- IO’er 3e jaars

IMG_6847_kopie

Salieh Eldewieh- Bouwko 3e jaars