Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

See kohandatud masin 3D prindib uskumatuid keraamilisi skulptuure

Minu uurimuses uuritakse ebatavalisi kolmemõõtmelise tüübi loomise meetodeid, mis on ainulaadsed materjalide ja tehnikatega nagu keraamika ja töölaua 3D trükkimine. See uuring peegeldab digitaalse tootmise arengut ja ebatavalisi tüpograafilisi tavasid uues digitaalses ajastul. Ma olen teinud kolmemõõtmelise keraamilise tüübi kui tüpograafiliste uuringute seeriat, et väljakutset teha ja otsida uut viisi, kuidas luua kolmemõõtmelises ruumis käegakatsutavat tüüpi.

Olen graafiline disainer ja tegija, kes armastab 3D-tüüpi. Paljud graafilise disaini spetsialistid ja tüüpi disainerid on töötanud 2D ruumis ainult tüübi loomiseks. See praktika on mõjutanud “klaasikasti”, mis piirab tüübi loomist tüübi ja tausta vahelise suure kontrastiga. Kuid 3D-tüüpi tähed, mitte paberile trükitud tüüp, ei asu lehe staatilisel alal. Need tähed omandavad seega uued omadused, nagu tekstuur, struktuur, maht ja isegi interaktiivsus.

Kunstiliseks ja tüpograafiliseks praktikaks on 3D tüüp konvergentne, kuna kunstiline väljendus, ehitustehnika ja olulisus mängivad oma rolli tähtede loomisel kolmemõõtmelises ruumis. See uus tehnoloogia pakuks häid vahendeid ebatraditsiooniliseks tüpograafiliseks praktikaks. Mulle meeldib jagada oma loomingust saadud kogemusi.

Minu enda tööriista loomine

2014. aastal tegin moodulitüübi loomiseks käsitööna valmistatud keraamilisi detaile - tegin krohvivormid ja valati tükkideks. Alates 2015. aasta suvest olen huvitatud ka võimalusest ühendada tüpograafia, keraamika ja 3D trükkimine kui alternatiivne viis kõrgtehnoloogiliste funktsioonide kasutamiseks. Desktop 3D trükkimine juhtis mu tähelepanu eriti seetõttu, et see ei vaja ruumi ja seadmeid savistuudio jaoks. Ma saan uue tööriistaga keerukamaid ja mitmekesisemaid mooduleid. Iseseisvalt ehitatud delta-tüüpi 3D printeri ja tigude ekstruuderi abil on mul võimalik printida kuni 300 mm kõrguseid väikeseid ja keskmise suurusega 3D trükitud keraamilisi esemeid, mille läbimõõt on 300 mm.

Minu keraamiline 3D-printer ehitati delta-stiilis 3D printeriga. 2015. aasta suvel ostsin DIY 3D printerikomplekti. Olen mänginud avatud lähtekoodiga delta-stiilis 3D-printeritega, et selgitada välja, mida ma selle uue tööriista ja tehnoloogia abil teha saan. 3D-printereid on mitmeid ja RepRap on üks kuulsamaid avatud lähtekoodiga projekte. RepRap-printerid on võimelised tootma oma osi - mitte iga osa, kuid suudavad printida mõningaid osi - ja muuta need iseenesest replikatiivseks. Kuna paljud saavad ehitada oma RepRapi masinaid madala hinnaga, on nad üks disainerite, kunstnike ja tegijate jaoks taskukohaseid 3D-printereid.

Minu jaoks on nende DIY 3D printerite kõige põnevam omadus see, et ma saan oma tööriista ehitada ja kohandada, et midagi teha. Kuna polnud 3D-printerit, mis saaks savi printida, pean ma tegema oma printeri. Lihtsamalt öeldes tegin oma vahendid, et teha midagi, mida ma ei suutnud oma kätega teha. Kui ma uurisin DIY keraamilise 3D-printeri valmistamist, leidsin Make-i postituse ja see oli tõesti muljet avaldanud. Kuigi ma ei kasutanud Jonatani versiooni, aitas see mul näha oma teed ka seda teha ja ma tegin seda omal moel.

Pneumaatiline Clay Extruder

Pärast oma esimese DIY Delta stiilis 3D printeri ehitamist ja kalibreerimist lõin ma oma savi ekstruuderi. Kõigepealt püüdsin ma kasutada liimiandureid, kuid nad ei saanud savi hästi välja pressida. Samuti ei suutnud ma mõningate ohutusprobleemide tõttu savi ekstrudeerimiseks kasutada kõrgemat PSI-d. Lõpuks valmistasin oma PVC-toruga oma savi ekstruuderi ja konteineri, mis võiks taluda kõrgemat PSI-d. Kõige keerulisem oli see, et see oleks õhukindel ja taluks kuni 80 PSI. Toru ütleb, et see võib taluda kuni 330 PSI, kuid ma ei ole testinud üle 95 PSI.

Märkus: PVC ei ole ohutu materjal survele. Palun vältida muid materjale, näiteks teras, et vältida võimalikke vigastusi.

Ma tegin paar prototüüpi PVC-toru ja -ühenduste abil ning neljas versioon toimis korralikult ilma lekketa. Kuigi ma tegin head savi ekstruuderi, polnud savi printimine siiski kerge. See nõudis mitu testprintimist õige PSI ja viilutamise konfiguratsioonide leidmiseks. Varased tööd olid lihtsad geomeetrilised kujundid ja neil oli mõningaid probleeme, kuid olin väga põnevil uute keraamiliste esemete tegemisel.

Keskmise suurusega delta-printer Suvel tegin ma korraliku arvu prototüüpe ja tahtsin teha savi jaoks spetsiaalse printeri. Uue projekti järgmine samm oli luua oma 3D-printer, mis suudab printida väikeseid ja keskmise suurusega keraamilisi esemeid. Kuna esimene printer ei suutnud suuremaid tükki printida, tahtsin ehitada laiendatud versiooni. Nagu ma mainisin, on RepRapil võimalik oma osi valmistada, muutes selle iseenesest replikatiivseks. Ühel päeval mõistsin, et minu 3D-printer suudab toota uut printerit ja tahtsin valmistada suurema delta-stiilis 3D printeri versiooni. Tekkis palju tehnilisi ja mehaanilisi probleeme.

Printeri valmistamiseks trükisin osad 3D-printeri ja tellitud osade abil: terasvõllid, mootorid, lülitid, Arduino jne. Üles- ja alumiste osade valmistamiseks kasutasin MDF-i lehte, kuid ma ei saanud täpsust, mida ma tahtsin ilma CNC. Niisiis, ma püüdsin leida ruumi, millel oli pleksiklaasi lõikamiseks laserlõikur. Lõpuks suutsin mul ligi pääseda Appalatsi Riikliku Ülikooli ülikoolilinnakusse pärast lõikamist Põhja-Carolinasse.

Kuigi mul oli kõik osad, püüdsin ma oma printeri umbes kahe kuu jooksul korralikult töötada. See oli kalibreerimisega seotud ja ma ei teadnud, kuidas seda parandada. Kuna mul polnud aimugi Arduino ja kaldplaadi püsivara kohta ning keegi ei saanud mulle õpetada, hakkasin teavet, et õppida, kuidas luua õige püsivara. Testisin rohkem kui 40 erinevat firmwaret. See oli tüütu töö nii paljude erinevate konfiguratsioonide testimiseks, kuid see on see, mida ma hästi teen. Pühapäeval, 25. oktoobril 2015 lahendasin probleemi ja minu printer hakkas korralikult töötama. Testisin kalibreerimist pliiatsiga ja paberiga, sest see näitab gradienti sõltuvalt Z-väärtusest ja võimaldab teil kalibreerimist leida. Esimene sõna, mille kirjutasin oma printeriga, oli “HI”. Nüüd saan ma oma masinaga keerukamaid sõnu kirjutada. Ma tegin oma sõpradega puhkusekaardi masinaga.

Olen õppinud graafilist disaini rohkem kui 10 aastat ja mul ei ole keraamika või inseneriteaduse kraadi. Kuigi mul on mõningaid teadmisi kunsti valikainete kursustest ja mõnedest kodeerivatest teadmistest, ei piisanud sellest. Kindlasti kulus aega, et ennast õpetada, kuidas ehitada oma 3D printer ja savi ekstruuder. Kuid ma olen loomulikult sündinud tegija ja hea tüütu töökohtadel. Alustan ambitsioonika ideega ja olen valmis tegelema lõputu tõrkeotsinguga. Ma tegin ideega prototüübi, katsetasin prototüübi, dokumenteerisin tulemuse ja teistsuguse prototüübi nagu teised disainerid, kes hindavad kõrgelt projekteerimisprotsessi võimu. Probleemide lahendamiseks on mul vaja õppida ja teha edusamme dokumenteerida. Ma õpin igast ebaõnnestumisest ja edu.

Savi on põnev ja tundlik materjal. Oluline oli leida savi õige viskoossus. See ei tohiks olla liiga pehme või tahke. Kui savi on liiga tahke, ei saa seda sujuvalt ekstrudeerida. Ja kui see on liiga pehme, on see suurem tõenäosus kokkuvarisemise ajal printimise ajal.

Alustasin väikese tulega valge saviga, sest sellel on vähem tahkeid osakesi ja see on piisavalt pehme, et seda kergesti ekstrudeerida. Kuna savi ei ole tavaliselt piisavalt pehme, tuleb seda segada täiendava veega. Ma pean lisama vett pehmeks muutmiseks, kuid see põhjustas printimise ajal kokkuvarisemise.

Varased väljatrükid ei olnud keerulised ja neid oli suhteliselt lihtsam printida. Kuid keerulisi 3D-mudeleid ei ole kokkuvarisemise tõttu lihtne printida. Minu ajutine lahendus probleemile oli soojuspüstoli kasutamine niiske savi kiiremaks kuivamiseks. Hiljuti paigaldasin printerisse kolm 120 mm ventilaatorit ja puhutakse õhku üle trükikoja. See ei ole parim lahendus, kuid see aitab.

Mul on paar ideed selle probleemi tõhusamaks lahendamiseks ja proovin neid varsti läbi. Kuna ma ei saa tugimaterjale kasutada, pidin mõtlema sellele, kuidas kujundada isetugevdavaid konstruktsioone ilma toedeta.

Kuna ma saan taaskasutuseta savi uuesti kasutada, olen ma enamiku oma trükistest tagasi nõudnud. Siiski hindan ma kokkuvarisenud trükiseid ja trükiseid, kuna nad jätavad mõned kommentaarid digitaalse tootmise lubaduse kohta. Minu kunstniku sõbrad armastavad kokkuvarisenud või langenud pilte. Niisiis, ma ei võta tagasi mõningaid huvitavaid trükiseid ja mõnikord ma printin midagi ja lükkan selle, et teha midagi täiesti uut - ma nimetan seda raskusastmega koostööks.

Oma viimase tüpograafilise skulptuuri tegemiseks kavatsesin teha räpane trükk allosas ja trükkida järk-järgult järgmised kihid. Kuigi see on veelgi keerulisem kui tavaline trükk, näitab see huvitavaid tekstuure ja ma tahan sellega rohkem mängida. minu enda tööriista ehitamine

2016. aasta suvel tahtsin teha uue ekstruuderi, sest ma ei saanud oma pneumaatilise savi ekstruuderiga keerukamaid kujundeid printida. Minu uurimuse kohaselt kasutavad mõned liimi jaotusettevõtted ja mõned inimesed pastasekstrudeerimise kontrollimiseks kruviklappi.

Jällegi kasutasin ära oma 3D-printeri, et teha oma tööriistu. Ma tegin Rhino jaoks välja kruvid ja korpused ning trükisin need välja. Rohkem kui kolm nädalat olen disaininud ja testinud 56 erinevat kruvi ja 8 korpust. Kruvid ja korpus on trükitud PLA-ga. Kuna ekstruuderis oli leke, vajasin probleemi lahendamiseks mitu katset. Minu tiguekstruuder näitab päris muljetavaldavaid tulemusi. Toru # 55 ja korpuse nr 7 kombinatsioon toimis hästi koos, kuigi on mõningaid probleeme. Ma kavatsen seda veelgi arendada.

Trükkimine ja põletamine savi ja väärismetallist savi

Olen trükinud erinevaid savikehasid: valge savi, kivist, portselan ja väärismetallist savi (vask). Enamik savikehadest on väga sarnased, kui neil ei ole grooni (tahkeid osakesi). Kuid neil on erinevad kahanemise määrad. Sellepärast peate katsetama põletamise protsessi.

Pärast edukat printimist järgivad kaks põhilist tulistamisetappi; bisque ja glasuur põletamine. Iga põletamise ajal jõuab savi teatud temperatuurini, et tagada savikehade küpsemine keraamikaks. Erinevad savikehad tuleks erinevatel temperatuuridel vallandada, et savi korpused küpseksid, st savi klaasistaks. Kokkutõmbumine toimub klaasistamisetapis. Kui sa saad savist keraamikatarvikutest, ütleb ta, millist temperatuuri peaksite kasutama - seda nimetatakse keraamika koonuseks. Soojustöö mõõtmiseks kasutatud nimi on püromeetrilisest koonust. Tänapäeval kasutan ma keskmist portselani (koonus 5-6. 2167 - 2232F)

Väärismetalli savi (aka PMC) trükkimine on põnev koostööprojekt Marissa Saneholtziga. Metallist savi on valmistatud väga väikestest metallide osakestest, nagu vask, pronks ja hõbe. Need metallid segatakse sideainega ja veega, et muuta see savipõhiseks. Kuna seda saab kujundada pehme savina, võib seda kasutada ehtedeks ja väikesteks skulptuurideks. Need on teiste savide ja metallidega võrreldes suhteliselt kallid. Vask savi on kõige kallim materjal, mida olen kasutanud.

PMC vajab sarnast trükiprotsessi, kuid on veidi erinev. Sarnaselt teiste savikehadega segun ma savi ja vett, kuni see jõuab teatud konsistentsini. Kuna tegemist on kallis materjaliga, ei saa ma suurt tükki printida ja ma ei püüa seda raisata. Pärast printimise printimist tuleb see enne põletamist kuivatada. Kuiv, savi on kõva, mistõttu on mõned viimistlused lihtsad. Siiski võib see sõltuvalt disainist olla habras ja õrn. Savi saab põletada mitmel viisil, kuid kasutasime trükitud PMC tulekahju jaoks elektriahju. Pärast põletamist tuleb need poleerida. Üksikasjalikuma teabe saamiseks vaadake minu protsessi lehekülge.

See materjal tõi meile erinevaid väljakutseid. Kokkutõmbumise määr oli kõrgem kui teiste savi ja mõnikord on neil pragusid. Ta pööras pragunenud tükk ilusa prossiks trükitud keraamilise esemega. Leidsime kahanemise määra ja toodeti väikesi 3D trükitud vaskobjekte. See on vaid esimene voor ja me kavatseme seda rohkem uurida.

3D trükkimise savi protsess

Samm 01: koostage 3D-mudel, kasutades arvutipõhist disaini (kasutan Rhino).

Samm 02: CAD-joonise teisendamine STereo-litograafia failiks (STL).

Samm 03: Lõigake 3D mudel ja loo G-kood (kasutan Repetier Host Maci).

Samm 04: Seadme ja savi paigaldamine DIY savi ekstruuderisse.

Samm 05: Laske 3D-printeril oma tööd teha. Trükiaeg võib varieeruda sõltuvalt keerukusest ja suurusest.

Etapp 06: Eemaldage prinditud ese masinast ja laske sellel täielikult kuivada.

Samm 07: Keraamika, bisque-põletamise ja klaasistamise jaoks. (PMC vajab ka kaheastmelist põletamise protsessi)

Tarkvara

Olen graafiline disainer ja olen kasutanud Maci arvutit pikka aega. Niisiis, ma kasutan Rhinoceros 5 Maci 3D-mudelite kujundamiseks. Ma olen Rhino-d kasutanud vaid üks aasta ja seda ei olnud kerge kohandada 3D CAD-tarkvaraga. Kuna minu 3D-modelleerimise oskus paraneb, saan ma kujundada keerukamaid kujundeid. Kui ma pean orgaanilist kuju kujundama, kasutan ka Sculptrist. Sculptris on huvitav tarkvara digitaalse skulptuuri jaoks. Samuti kasutan Slic3r-i, et genereerida 3D-printeri juhtimiseks g-koodi ja Repetieri host 1.0.1 Macile. Kui ma pean kujundama 3D-tüüpi või keerulise kujunduse, kavandan mõningaid kujundeid Adobe Illustratoris ja impordin faili Rhino-sse. Kui mul on vaja 3D-skaneerimist, kasutan MS Kinecti ja Skanecti 3D-skaneerimisel inimfiguure või -objekte.

Mis järgmiseks?

Olen akadeemilistes ringkondades ja minu ülesanne on jagada seda, mida olen oma uuringust õppinud. Soovin jagada oma tööd loominguliste inimestega konverentside ja näituste kaudu.Minu õpilased saaksid võtta oma digitaalse meetodi klassi, mis hõlmab 2D ja 3D disaini ja digitaalset valmistamist. Ma olen selle uue tehnoloogia abil katsetanud, mida saan teha, ja testin rohkem. Kavatsen taotleda mõningaid uurimistoetusi, et ehitada välja suurem printer ja suurem savi ekstruuder. Uue printeriga tahan trükkida inimmõõduga 3D tüpograafilisi skulptuure savi või betooniga. Samuti loodan, et lähevad lähitulevikus selle uue blogi juures uue masinaga uusi uuringuid.

Täname lugemise eest. Otsin alati võimalusi ja kohti, kus oma uuringuid näidata. Palun võtke minuga ühendust, kui olete huvitatud töökojast, kunstniku jutust või näitusest.

Näete minu viimast tööd minu Instagramis.

Osa

Jätnud Kommentaari