Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

3D trükkimise revolutsioon: keeruline reaalsus

3D neljapäev on funktsioon CNC mehaanilisest töötlusest, 3D printimisest, 3D-skaneerimisest ja 3D-disainist, mis ilmub igal neljapäeval MAKE-s.

See miniatuurne suure täpsusega kokkupanek algas CAD-mudeliga ja mitte palju enam. See maksab kodus umbes 10 dollarit - 3D-printerit pole vaja.

Viimase paari aasta jooksul on odav 3D trükkimise kontseptsioon haaranud miljonite geekside südameid ja mõtteid. Tulevase tootmise revolutsiooni ahvatlus on sattunud ka peavoolu The Economist, mis jooksis umbes kaks tosinat artiklit selle tehnoloogia kohta ainuüksi eelmisel aastal. Midagi peab olema õhus!

3D-trükkimise võlu on kergesti mõistetav, eriti kuna see langeb kokku DIY-liikumise renessansiga Internetis. Kuid kõik see positiivne buzz on ka huvitav negatiivne külg: see teeb lihtsaks unustada, et kõige olulisemad tõkked kodutööstusele on väga sügavad ja tõenäoliselt ei mõjuta see lihtsalt uue põlvkonna tööriistade saabumist.

Lõppude lõpuks on taskukohased ja huvilised sõbralikud tootmisvahendid, mis teisendavad polügoneid füüsilisteks objektideks, olnud kättesaadavad juba üle kümne aasta. Võta töölaua CNC veskid, näiteks: kodus või kontoris sõbralikud ja maksavad umbes sama palju kui 3D-printer, on nad mullistanud paljude juveliiride ja hambaarstide elu; nad on raputanud ka mõnda muud nišitööstust. Kuid väikeste harrastajate kogukonna jaoks ei ole need iseseisvad ja korrapärased veskid meie garaažides ega elutubades nõudnud tootmist.

Roland MDX-15 - töölaua suurusega suletud CNC-veski, mis on populaarne juveliiride seas. See mudel debüteeris turul umbes 12 aastat tagasi.

CNC-veskid ja 3D-printerid on mitmel moel erinevad, kuid neil on ka palju ühist; ja paralleele vaadates on mõistlik kahtlustada, et kodutootmise väljavaated võivad olla suhteliselt vähe seotud konkreetse tööriista valikuga.

Valmistatavuse disain

Igaüks saab alla laadida avatud lähtekoodiga 3D renderdi, näiteks POV-Ray või Blender, ja kiiresti õppida 3D või kuubi joonistamiseks. Aga pärast esialgset põnevust, peame silmitsi bluesiga: enamikul meist ei ole oskust ega püsivust, et teha järgmine Avatar peagi.

Sama kehtib tööstusdisainilahenduse kohta - mõnel põhjusel:

  • CAD on tõesti raske. CAD-rakenduse oskuse omandamine on veelgi raskem kui üldotstarbelise 3D-tööriista omandamine. Selleks, et täpselt joonistada keerulisi orgaanilisi kujundeid või keerulisi mehaanilisi seadmeid, kulub selleks, et saaksid kasutada kahemõõtmelist sisendseadet (ja võrdselt kahemõõtmelist ekraani), kuluda sadu tunde.
  • Tööstusdisainilahendusele on palju rohkem kui silma. Enamik meist, isegi kui meil on hüpoteetiline 3D printer, mis muudab meie valitud metallist täiesti veatud osad, ei suuda ikka veel töötada küünte lõikamiseks või sooda. Tööstusdisainerid veedavad aastaid, uurides disaini, võimalikke kasutusviise ja praktilisi kompromisse kõike, mis pärineb hammasratastest sadadele erinevatele sidemetele, hingedele, liigenditele või nukidele. Heck, seal on vähemalt neli keerulist disaini otsust, mis läksid Tic Tacsi kasti kaanesse.
  • Masinaehitus on tõeline teadus. Plastid ja metallid on üsna ebatäiuslikud ja peened materjalid; neid ei ole kerge muuta üheaegselt vastupidavaks, praktiliseks ja esteetiliseks osaks. Nende materjalide lamedad lehed on peaaegu alati pettumust tekitavad ja kergesti painutatavad. Isegi kui triviaalseid telefone ja Lego telliseid kasutavad esemed kasutavad hoolikalt paigutatud ribi, vööri ja ülemusi, et vältida osade deformeerumist või lagunemist. Tehnilised põhiprintsiibid võtavad aega oma tööle ja neid õigesti rakendatakse.
  • Tootmisprotsessid ei ole täiuslikud - ja need ei pruugi varsti olla. Osa konstruktsiooni raskendab suuresti vajadus arvestada tootmise tolerantse, materjali kokkutõmbumist, minimaalset omaduste suurust, vajadust toetada protsessi protsessi kaudu jne. Väga vähe arenenud disainilahendusi saab kiiresti visandada ja laialdaselt levitada, pööramata tähelepanu nendele teguritele ning kohandades neid nii üldise tootmismeetodi kui ka selle osa jaoks, mida kasutatakse selle osa valmistamiseks.

Väga õhuke, kuid kõrge jäikuse alusplatvorm, mida kasutati varem kirjeldatud projektis. Pange tähele tugevdavate ribide kasutamist.

3D-trükkimise kõrge profiil tähendab, et enamik inimesi, kes ostavad odavaid ABS-ekstruudreid hetke soojuses, ei tea, kui raske on ideedelt elujõulisteks osadeks liikuda. See võib kogukonnale pikaks ajaks haiget teha.

Loomulikult ei ole disainioskuste üldine kättesaadavus tingimata vajalik: võib olla võimalik lahendada mudel, kus valitud mõned eksperdid avaldavad oma disainilahendused tasuta ja miljonid teised kasutajad lihtsalt klõpsavad “print”. Aga see toob meid teise küsimuse juurde ...

Tehnilise kvaliteediga detailide suunas

Omnibot mkII jaoks täielik korpus, mis on valmistatud kõrge tugevusega insenerplastist, silikoonkummist ja metallosade valikust.

Olemasolevad sõbralikud aditiivsed prototüüpimismeetodid kalduvad tootma osi väga kitsastest materjalivalikutest, millel on kõik suhteliselt halvad mehaanilised omadused; ei ole märke selle kohta, et see lähiaastatel muutub. CNC-veskite puhul on olukord palju parem, kuid mõned olulised materjalid on töödeldavad või rasked (näiteks enamik kummidest masinat eriti hästi ei kasuta).

Populaarses vaates on 3D-printerid vahend, mis võimaldab meil peaaegu kõike teha; sellist mõtteviisi näitlikustab kaubanduslik relvavõitlus, et pakkuda FDM-masinaid, mis prindivad värvi. Kuid see püüdlus võib olla vale: nii 3D-trükkimine kui ka CNC-töötlemine kipuvad olema tööriistamustrite tootmisel kasulikumad, st kujundid, mis on sisendiks teisele, rohkem spetsialiseerunud tootmisprotsessile.

Tööstusmaailmas kasutatakse CNC-mehaanilisi mustreid termovormimiseks, metalli stantsimiseks, survevaluks ja mitmesuguseks valamiseks. Kõiki neid ei saa kodus turvaliselt ja odavalt proovida, kuid mõned neist on üllatavalt lihtsad. Näiteks kombineerib vaigu valamine kasutusmugavust äärmise täpsusega ja laia valikut omadusi, mis on lõpptoodete jaoks kättesaadavad. Ilma keerukate seadmeteta võite teha mõnusaid värve, mida soovid, ja viie minuti pärast lülituda süsinikkiudude või klaasiga tugevdatud komposiitmaterjalile.

Suhteliselt lihtne, üheosaline vorm vaigu valamiseks.

Loomulikult saab neid tootmisprotsesse hallata iga kindla harrastaja poolt. Sellegipoolest lisavad nad veel ühe keerukuse taseme, mis võib olla paljudele ootamatu ja ületamatu; otsese valmistatavusega kinnisidee aitab väga vähe.

Kus me tegelikult seisame?

Mul on hea meel 3D trükkimise üle, aga ka rahulolematus oma mõtteviisiga kodutootmise tuleviku üle. Juhtivate harrastajate jaoks on printer vaid üks vahend, mis võimaldab neil oma disainilahendusi ellu viia. See jagab mitmeid probleeme, mis olid seotud enneolevate lähenemisviisidega, ning lisab segmendile oma tõsised väljakutsed. Võib-olla parim, mida saame teha, on õppida töötlevas tööstuses, selle asemel, et kuulutada selle enneaegset surma.

Tegelikult võib valmistamisprotsessi taaskehtestamine olla põhjuseks, miks me alustame vale lahenduse alustamist: nüüdseks populaarsed ABS-ekstruuderid ei pruugi olla võimelised saavutama mõistlikku täpsust ja saama järjepidevaid ja prognoositavaid tulemusi lihtsalt piirangute tõttu materjalist: selle äärmiselt kitsas konsistents ja halvasti määratletud sulamistemperatuur raskendavad selle ladestumist. Protsessis loodud kõrged temperatuurid ei tööta ka tehnoloogia kasuks.

Järelikult ei anna me tõenäoliselt piisavalt tähelepanu mõnele alternatiivile, mis näib olevat võimeline andma. Näiteks, Solidscape'i (veel ebameeldivalt kulukas) vaha sadestusprinterid saavutavad hämmastava detailsuse, tehes seda paremini sobiva ainega ja kombineerides lisaaineid ja subtraktiivseid samme. Kuid lahutamisprotsessid ei ole seksikad ja nende printerite toodang on habras materjal, mis toimib ainult valuvormina. Ilma populaarse kaebuseta on hindade langemise tõenäosus üsna väike.

Stereolitograafia on veel üks huvitav valik paljulubavate tulemustega: olemasolev suure täpsusega 30 000 dollari printer näib suunduvat madala hinnaga seadmete, näiteks eelseisva vormi 1 juurde. Kuid räpane ja raiskav tööpõhimõte piirab ka nende popkaebust .

Ühel päeval võib tekkida hõbedane kuuli lahus; kui see nii on, siis ei ole see ilmselt midagi sarnast olemasolevate tehnoloogiatega, millega me katsetame. Seni maksab keskenduda protsessile, mitte selle nädala enim hüpoteetilisele tööriistale.

Valik CNC-töödeldud, vaigust valatud osi.


Kui olete osalenud eriti revolutsioonilises või awesome projektis ja soovid sellest 3D-neljapäeval kirjutada või kui teil on seotud toode, mida soovite, et me selle üle vaataksime või kirjutaksime, võtke ühendust Eric Weinhofferiga aadressil [email protected] Täname lugemise eest!

Osa

Jätnud Kommentaari