금속 반도체 소재 및 첨단제조공정연구실-인하대 주승환교수: 2월 2017

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윌리봇 SLS 3D 프린터 매뉴얼

Willybot Open Source SLS

3D printer Manual

Korean Version

Version 1.0

2015.2.15

본 자료는 윌리봇 프린터 제작사의 개인 자산이므로, 임의로 카피, 배포 등 본 자료의 외부 유출시에는 법적으로 처벌을 받습니다.

참고 사이트:

http://cafe.naver.com/3dprinters 에 가면 자세한 제작 과정및 설명, 프린팅 예가 있습니다

Emergency Stop:

위험시에는 전체 파워 스위치를 내린다.

레이저 장비는 매우 위험합니다. 교육 받은 사용자이외에는 절대로 사용을 하지 말아야 합니다.

2-3만 볼트 이상이라 감전사나 생명이 위험할 수가 있습니다.

눈에 보이지 않는 레이저 광선이 나오고, 산란이 될 수가 있습니다. 이때 눈에 들어가면 실명을 할 수가 있습니다.

절대 교육받은 인원이외에는 사용을 하지 마십시요.

제품의 기본 구성

SLS 프린터

파우더 분말 500g

CO2 보호용 안경 1식

컴퓨레서

수냉용 장비: 수중펌프, 수조

옵션

연기 제거용 장치

설치전 납품 받는 회사의 준비물

1. 레이저를 사용하기 위해서 프로그램을 고정된 PC 가 있어야 합니다.

PC 1대 Windows 7.0 추천

2. 테이블 1대 : 수평이 맞추어져 있어야 합니다.

3. 전원 220 V

전원을 켜는 순서

냉각수

에어컴프레서

옵션: 에어 벤트 On

레이저 파워 ON

SLS 프린터 모터 전원 ON

PC 전원 ON

USB 연결 ( 처음 1회만 연결한다 )

소프트웨어 구동

전원을 끄는 순서

소프트웨어 구동및 연결 끄기

PC 전원 끄기

SLS 모터 전원 off

레이저 파워 off

나머지는 켜는 순서의 역순으로 off 한다.

주의사항: ************************ **********************************************

PC 가 먼저 꺼지거나 정전 시에 레이저가 On 이 될 수가 있습니다. 레이저 전원의 가동이 0V 입니다. 따라서, PC의 전원이나, 모터의 전원이 꺼지면, 레이저가 자동으로 On 이 됩니다.

사용을 안할 때는 레이저의 강도를 0 으로 G-code 를 줍니다.

M792 S0 를 해두셔야 합니다.

사용 소프트웨어

펌웨어 버전 1.1K160

(-)xyz endstop

프린트런,Repitier : 둘 중에 하나를 사용

슬라이싱 소프트웨어 Slice3r

SLS 컨버전 소프트웨어

사용시 주의점

1. 냉각수 조절

레이저를 사용하기 전에 반드시 냉각수 양을 체크를 하고, 순환이 잘 돌아가는 지 체크를 합니다. 냉각이 되지 않으면 레이저가 고장이 나고 수명이 단축됩니다. 겨울에 추운 곳에 보관시에는 반드시 냉각수를 부동액으로 교체를 해서 레이저 발진기의 유리 부분의 냉각수가 얼어서 깨지지 않도록 해야 합니다.

2. SLS 프린터에서 사용이 되는 것이 전부 분말 형태이기 때문에 기계 부분에 방진을 고려해서 분말이 안들어가게 주의를 해야 합니다.

3. 렌즈를 보호하기 위해서, 컴프레서를 사용합니다. 컴퓨레서에서 나오는 에어의 양을 조절해서, SLS 분말이 안 날리게 에어의 양을 조절하는 것이 필요합니다.

4. 레이저의 안정성

CO2 레이저는 눈에 보이지 않으므로, 사용 중에는 레이저 보호용 안경을 착용해야 합니다.

SLS 프린터의 기본 원리

갈바노 미터를 사용하는 방식과 xy table 를 사용하는 방식이 있습니다.

파우더는 여러가지 종류가 있다. 플라스틱 파우더,세라믹 파우더, 금속 파우더이고 대부분 구형이다.

현재 테스트용으로는 슈가 파우더를 사용하고, 실제 프린팅은 3D 프린팅용으로 제작된 파우더를 사용해야한다. 자사가 제시하는 파우더 이외의 것을 사용한 경우에는 AS 가 원칙적으로 되지 않는다.

주물사의 경우는 세라믹에 페놀 수지가 코팅된 Coated powder 이다.

파우더 딜리버리 시스템

현재의 파우더 이송 방식은 여러가지가 있는데, 현재의 모델 1.1은 a 방식을 사용한다.

모델 1.0 모델은 b 방식을 사용했다.

하드웨어구성

xy 구동부, 레이저 구동부,z 축과 파우더 딜리버리 시스템의 3가지 시스템으로 구성이 되어 있다.

XY 축 구성

두축으로 되어 있는 것이 x 축, 위에 헤드가 달려 있는 것이 y 축이다.

Z 축의 구성

헤드의 아래에 3개의 분말 이송시스템이 있는 데, 그 중에서 같은데 있는 것이 z 축이다.

레이저 헤드는 이 부분에서 만 움직인다.

가운데 부분이 z 축이고, 나머지 두 부분은 분말을 이송시켜주는 부분이다.

정밀도는 0.625 um 단위로 움직일 수가 있다. z 축 이송 명령은 z 축에 g-code 로 mm 단위로 준다.

파우더 제어도 동일한 정밀도로 줄 수가 있다.

레이저 구동부

CO2 레이저 튜브로 구성이 되어 있다

CO2 튜브 레이저는 40W , 냉각수 냉각 방식이다. 레이저는 눈에 보이지 않기 때문에 아주 위험합니다. 레이저 보호용 안경을 착용을 해야합니다. 구동 중에는 문을 열지 마시기 바랍니다.

그외에 항상 구동을 시킬 냉각수 순환부가 있습니다.

레이저는 사용 중에는 2-3만 볼트 이상의 고압이므로, 뽀족한 금속 물질을 근처에 대거나 하면 안됩니다. 드라이버 등. 항상 위험한 부분이므로 관계자 이외에는 만지면 안됩니다.

사용전에 할 일

1. 레이저의 촛점 맞추기

레이저의 촛점을 맞추는 것은 아주 중요하다. 정확한 위치에 초점을 맞는 것이 정밀도를 결정할 수가 있다.

촛점을 맞추는 법

2. z 축 수평 맞추기

SW 설치하기

제공된 소프트웨어에서 매뉴얼 폴더로 들어가서 arduino 1.0.6 버전을 설치한다.

Prontface 폴더를 PC 에 카피를 한다.

또는 랩피타이어 프로그램을 설치한다.

제공된 Configuration 화일을 설치를 한다.

프린팅 하기

작성자: 윌리봇 3D 프린팅 1기 이정석, 이혜은,신정훈

좀 더 자세히 기술을 해주시면 좋을 것 같습니다.

분말을 분말 저장 장치 z1,z3 에 넣는다.

분말 이송 명령어로 분말을 고르게 한다.

분말이 고르게 되면, 프린팅 준비가 된 것이다.

그러면, 레이저의 수평을 맞추고, 실제 프린팅을 해본다.

데모 프로그램

기본적으로 제공하는 프로그램으로 프린팅을 해보고, 실제 원하는대로 프린팅이 되는 지 확인을 하고 진행을 한다.

데모는 현재 주물사로 프린팅을 합니다.

주물사 프린팅

EOS S750 에서 사용하는 동일한 주물사 사용

프린터: 윌리봇 SLS 3D 프린터

이제부터 사용이 가능한 새롭게 큰 사이즈로 찍는 중

* 작업순서

1. Repetier-HOST 1.06 띄우고, STL파일 (spanner) 열기 후 스케일 변경 적용 4배~5배 ; 다음작업 T5를

실습한다.

2. Config에서 Printer Shape 옵션의 Print Area Width * Depth * Height 조정 (1000까지)

3. Sli3er 에서 Config 변경 (옵션을 실험에서 찾은 최적으로 적용 입력 예: 0.35 Z layer)

4. 제일큰버튼 Slicing 작업 누른다 (Sli3er with Sli3r) => 완료시 표준 G코드 출력

5. Preview 탭의 G-Code 내용 들어가서 저장하는법 (디스켓 메뉴) ; 확장자 .gcode 생성 위치 확인후

육선생님의 Trans Program (최종버전 2/18~20일자 적용) 실행

6. Load버튼 누르고, 해당 파일명 .gcode 불러온다.

7. Transform 실행한다 (G-Code 앞단 laser 세기 등 변경 선택 가능)

8. (용량이 큰 경우 응답없음이 뜰수도 있음 (컴퓨터 죽지 않고 완료시 complete! 메시지 나옴)

9. Save버튼 누르고 _tran.gcode로 생성된 최종 파일 저장 위치 확인하고 빠져나온다.

10. Pronterface 띄우고 load한 후에 기계 장치 구동한다.

* SLS 기계 작동 매뉴얼

1. X,Y,Z '0점' 셋팅 (레이저 포인터) 확인

2. BLADE (POWDER COATER) 정위치 셋팅 (우측 Y+방향)

3. Z축과 POWDER 위치 수평 유지 (재료 투입후)


*기계변경점 관리
1. Z축 파우더 장치 분말 흐름 방지턱 설치
2. 해상도 변경	(2/19일) 1/4	ENDSTOP (600,600)
	(2/20일) 1/10	ENDSTOP (1300,1300)
3. POWDER COATER 장치 크랙 수리보완 (2/18일,19일)
4. 렌즈 교체 및 포커스 다시 맞춤
5. 보드냉각팬 대형교체 (모터제어시과열)
6. 펌웨어버전 1.60ver
*Trans프로그램버전: 0218 9시43분ver (C:\SHARE방에 최신버전 저장됨)
						최적값
*일자						(~2/20일)	(2/21일~)
			T0	T1	T2	T3	T4	T5
MATERIAL	주물사 / PA6	same	(스패너)	동일	동일			(사각+ 홀2개)
Object size	(원본: 117x37mm)		1/4	1/10	1/10		1/2
Layer height			0.08	0.1	0.35	0.35
powder height		same	0.2	0.2	0.2	0.2
laser power			20	20	20	20	18
laser speed		max	2400	2400	3000	4000	6000

*유의사항 (결과)

1. 층층이 잘 붙음

2. 각 옵션 최적값 도출

3. eed 높일 것

**문제점 확인된것

1. 일부 구간 스패너 뒷부분 레이저 안켜짐

2. 시작부분 laser off안된채로 출발

; 프로그램상 laser끄고 출발해도 제어안됨

3. 첫 Layer 조금 타고, 다음부터 안정적

현재까지 제작 상황

윌리봇 SLS 3D 프린터 1.0

실험용으로 제작 : 롤러 방식, 전산 나사와 벨트로 저가형으로 개발

처음에 연습을 하시는 분들은 슈가 파우더를 사용해서 연습을 하는 것이 비용을 절약할 수가 있습니다. 파우더의 가격대가 무척 비쌉니다. 따라서 연습은 이것을 사용하는 것이 좋습니다.

윌리봇 SLS 3D 프린터 1.1

대학교에 납품 예정

블레이드 방식, 고성능 부품을 사용

Boxing

주물사 전용

참고 자료

1. 3D 프린터의 가격대

2. SLS 프린터의 응용예

Conformis 사의 무릎 임플란트 제작

3. G-code 기본

// G0 -> G1

// G1 - Coordinated Movement X Y Z E

G1 X50 Y50 F4000

F 는 속도를 주는 변수, 커질수록 속도가 빨라짐

표준 2400

4000

// G2 - CW ARC

// G3 - CCW ARC

// G4 - Dwell S<seconds> or P<milliseconds>

// G28 - Home all Axis

// G90 - Use Absolute Coordinates

절대 좌표계의 사용

// G91 - Use Relative Coordinates

상대 좌표계의 사용

// G92 - Set current position to cordinates given

G92 X0 Y0 Z0 현재의 위치를 원점으로 한다.

// M114 - Display current position

현재 좌표의 위치를 컴퓨터 화면에 표시를 해준다.

//Custom M Codes

// M17 - Enable/Power all stepper motors

// M18 - Disable all stepper motors; same as M84

스테핑 모터를 전원이 켜져 있을 떄, 맞추려고 하는 경우에 이 명령어를 쓴다.

// M84 - Disable steppers until next move,

// or use S<seconds> to specify an inactivity timeout, after which the steppers will be disabled. S0 to disable the timeout.

모터의 전원을 빼서 모터를 손으로 돌릴 수가 있게 합니다.

// M92 - Set axis_steps_per_unit - same syntax as G92

// M114 - Output current position to serial port

// M119 - Output Endstop status to serial port

엔트 스톱의 상태를 표시한다. 엔드스톱을 맞출 때, 필요

4. CO2 레이저 사양

CO2 렌즈

렌즈나 미러의 경우는 불순물이 묻은 경우에는 열에 의해 깨지기가 쉽습니다. 이 경우에는 아세톤을 발라서, 솜이 덮혀진 막대기로 닦아낸다. 사우나에서 사용하는 귀에 물을 닦아낼 때 쓰는 것 중에서 의료용으로 쓰이는 것을 쓰면 됩니다.

출처: http://cafe.naver.com/3dprinters/9995

위의 사이트나 매뉴얼의 첨부자료에 비디오가 있습니다.

CO2 미러

플라스틱 소재

현재 1.1 에서는 지원하지 않습니다.

Willybot SLS-761

Nylon 12 Laser Sintering Material

주물사

EOS사의 S750 모델에서 사용하는 주물사를 동일하게 사용하고 있습니다.

레이저 튜브의 수명 및 사용 기간

Life Span: 1500-1800 시간입니다. 사용 후에 교체를 해주어야 합니다.

레이저 촛점을 맞추는 방법

매뉴얼 저자및 개발 소개

매뉴얼은 윌리암왕선생님이 초안을 만드시고, 제 1 기 윌리봇 SLS 3D 프린터 교육및 테스트 과정의 여러분이 수고를 해주셨습니다.

개발은 윌리암 왕선생님이 5년전부터 많은 비용, 10억원에 가까운 개발비를 소요해서 개발을 진행 중이셨습니다. 3D 월드의 조훈상대표의 하드웨어 개발 지원, 육샘이 프린팅 과정에서 참여를 해서 도움을 주셨습니다. 프린팅과 테스트에 제 1기 윌리봇 SLS 3D 프린터 교육및 테스트 과정의 분들이 도와주셨습니다. 이 분들이 없었으면, 제품은 이 세상에 나오지 못 했고, 세상이 변하지도 않았을 것입니다.

항상 이 분들께 감사를 드립니다.

Willybot SLS 3D 프린터 실험 노트

날짜: 2015년 월 일

시간: 오( 전 후 ) 시 --- 오 (전 후) 시

작성자:

장소: 이무열교수실험실

실내 온도:

프린터 시리얼넘버:

사용 소재:

소프트웨어:

펌웨어 버전:

슬라이싱 소프트웨어:

화일명 및 버전:

Config 화일명:

컨버전 프로그램: Willybot Converter yuk ver.

조건

PC에 보내는 프로그램: Prontface ver. repitier ver.

Config 화일명:

프린팅 화일: 3D 화일명: STL 화일:

g-code 화일:

하드웨어 조건:

레이저 강도: S

xy 이동 속도: F

z 축 layerthickness: Z (프린터에 g-code 에 쓴 단위: 예: Z0.3)

z3 Powder up thickneess: S (동일)

블레이드: 호기

실험 내용:

(다른 종이로 내용 추가 가능)

(내용 추가: o x )

더해 줄말, 주의점

주물사 프린팅 Tip

사용 소재 : EOS S750 주물사

레이저: S13-14

F4000

프린팅이 아주 잘 나옵니다.’

금속 반도체 소재 및 첨단제조공정연구실-인하대 주승환교수

2017년 2월 11일 토요일

In English : Introduction of Laboratory

2017년 2월 8일 수요일

Interview about AM in Korean newspaper.

2017년 2월 5일 일요일

Sand casting with Willybot open source 3d printer

Sand SLS printer materials

2017년 2월 4일 토요일

CVC capital is interested in this area. AM is for Simufact Additve package. MSC have a lot of SW solutions.

2017년 2월 3일 금요일

Willybot Open Source SLS 3D printer Manual : Korean Version