Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Tento 3D stroj 3D vytiskne neuvěřitelné keramické sochy

Můj výzkum zkoumá nekonvenční metody vytváření trojrozměrného typu s materiály a technikami jedinečnými pro typový design - jako je keramika a stolní 3D tisk. Tento výzkum reflektuje vývoj digitální výroby a netradiční typografické praktiky v novém digitálním věku. Vyrobil jsem trojrozměrný keramický typ jako sérii typografických zkoumání, které je výzvou a hledám nový způsob, jak vytvořit trojrozměrný prostor.

Jsem grafik a výrobce, který miluje 3D typ. Mnoho profesionálů v oblasti grafického designu a typových designérů pracovalo ve 2D prostoru výhradně pro vytváření typu. Tato praxe ovlivnila „skleněnou krabici“, která omezuje tvorbu typu ve vysokém kontrastu mezi typem a pozadím. Písmena 3D typu, na rozdíl od typu vytištěného na papír, neleží na statickém prostoru stránky. Tyto dopisy tak získávají nové vlastnosti, jako je textura, struktura, objem a dokonce interaktivita.

Jako umělecká a typografická praxe je 3D typ konvergentní, protože umělecký výraz, stavební technika a materialita hrají roli při vytváření písmen v trojrozměrném prostoru. Tato nová technologie by poskytla dobré nástroje pro netradiční typografickou praxi. Rád se podělím o to, co jsem se naučil z mé tvůrčí praxe.

Vytvoření vlastního nástroje

V roce 2014 jsem vyrobil ručně vyráběné keramické kusy, abych vytvořil modulární typ - vyrobil jsem sádrové formy a odlil jsem kus po kouscích. Od léta 2015 jsem se také zajímal o možnost kombinování typografie, keramiky a 3D tisku jako alternativního způsobu využití high-tech funkcí. Desktop 3D tisk mě přitáhl především proto, že nepotřebuje prostor a vybavení pro ateliér. S novým nástrojem mohu udělat složitější a větší rozmanitost modulárních návrhů. Se samoobslužnou 3D tiskárnou typu delta a šnekovým extrudérem jsem schopen tisknout malé a středně velké 3D potištěné keramické objekty do výšky 300 mm s průměrem 300 mm.

Moje keramická 3D tiskárna byla postavena na 3D tiskárně ve stylu delta. V létě roku 2015 jsem si pořídil 3D tiskárnu. Hrál jsem s 3D tiskárnami ve stylu open source, abych zjistil, co můžu s tímto novým nástrojem a technologií udělat. Existuje několik různých typů 3D tiskáren a RepRap je jedním ze slavných open source projektů. Tiskárny RepRap jsou schopny vyrábět své vlastní části - ne všechny části, ale je schopny tisknout některé části - a samy se tak replikují. Vzhledem k tomu, že mnoho z nich může postavit své vlastní stroje RepRap za nízkou cenu, jsou jednou z nejdostupnějších 3D tiskáren pro designéry, umělce a tvůrce.

Pro mě je nejvíce vzrušující funkcí těchto 3D tiskáren DIY, že mohu vytvořit svůj vlastní nástroj a přizpůsobit jej tak, aby něco udělal. Protože neexistovala žádná 3D tiskárna, která by mohla tisknout hlínu, musela jsem si vytvořit vlastní tiskárnu. Jednoduše řečeno, vytvořil jsem si vlastní nástroje, abych udělal něco, co jsem nemohl udělat vlastníma rukama. Když jsem zkoumala výrobu DIY keramické 3D tiskárny, našel jsem příspěvek na Make: a byl opravdu ohromen. I když jsem Jonathanovu verzi nevyužil, pomohlo mi to vidět i to, jak to udělat, a udělal jsem to na vlastní cestě.

Pneumatické Clay Extruder

Po vybudování a kalibraci své první 3D tiskárny ve stylu DIY Delta jsem vytvořil svůj vlastní antukový extrudér. Zpočátku jsem se snažil použít dávkovače lepidla, ale nemohly dobře vytlačit hlínu dobře. Také jsem nemohl použít vyšší PSI k vytlačování jílu kvůli některým bezpečnostním problémům. Nakonec jsem vyrobil vlastní hliněný extrudér a nádobu s PVC trubkou, která vydržela vyšší PSI. Nejtěžší část byla vzduchotěsná a vydržela až 80 PSI. Potrubí říká, že může odolávat až 330 PSI, ale já jsem netestoval vyšší než 95 PSI.

poznámka: PVC není bezpečný materiál pro tlak. Aby se zabránilo možnému poranění, prosím zabraňte dalším materiálům, například oceli.

Udělal jsem pár prototypů pomocí PVC trubek a spojek a 4. verze fungovala bez jakýchkoliv netěsností. I když jsem vyrobil dobrý extrudér z hlíny, stále nebylo snadné tisknout hlínu. Vyžadovalo několik zkušebních výtisků pro nalezení správných konfigurací PSI a řezů. Dřívější práce byly jednoduché geometrické tvary a měly nějaké problémy, ale byl jsem velmi nadšený, že jsem mohl vytvořit nové keramické předměty.

Středně velká Delta tiskárna V létě jsem udělal slušný počet prototypů a chtěl jsem udělat tiskárnu specializovanou na hlínu. Dalším krokem nového projektu bylo vytvoření vlastní 3D tiskárny, která umožňuje tisk malých a středních keramických objektů. Vzhledem k tomu, že první tiskárna nebyla schopna tisknout větší kusy, chtěla jsem vytvořit zvětšenou verzi. Jak jsem zmínil, RepRap je schopen vyrábět své vlastní části, což je samo-replikativní. Jednoho dne jsem si uvědomil, že moje 3D tiskárna dokáže vyrobit novou tiskárnu a chtěla jsem vyrobit větší verzi 3D tiskárny s delta stylem. Bylo mnoho technických a mechanických problémů.

Chcete-li tiskárnu, jsem vytiskl části pomocí 3D tiskárny a objednal díly: ocelové hřídele, motory, spínače, Arduino, atd. Aby horní a dolní části, jsem použil list MDF, ale nedostal jsem přesnost jsem chtěl bez CNC. Tak jsem se snažil najít prostor, který by měl laserovou řezačku na řezání plexiskla. Nakonec jsem byl schopen přistoupit k laserovému řezáku v areálu Appalačské státní univerzity poté, co jsem se přestěhoval do Severní Karolíny pro novou práci.

I když jsem měl všechny části, snažil jsem se, aby tiskárna běžela asi dva měsíce. Měl problém s kalibrací a nevěděl jsem, jak to opravit. Protože jsem neměla ponětí o firmwaru pro Arduino a palubu Ramp a nikdo mě nemohl naučit, tak jsem se informoval o tom, jak vytvořit správný firmware. Testoval jsem více než 40 různých firmwarů. Testovat tolik různých konfigurací bylo únavné, ale v tom jsem dobrý. V neděli 25. října 2015 jsem problém vyřešil a tiskárna začala pracovat správně. Kalibraci jsem otestoval perem a papírem, protože ukazuje gradaci v závislosti na subtilní hodnotě Z a umožňuje najít kalibraci. První slovo, které jsem napsal s tiskárnou, bylo „HI“. Nyní můžu psát složitější slova se svým strojem. Udělal jsem si kartu se svými přáteli.

Studoval jsem grafický design již více než 10 let a nemám titul v oboru keramika ani strojírenství. I když mám určité znalosti keramiky z umělecky volitelných předmětů a některé znalosti kódování, nestačilo to. Určitě to trvalo, než jsem se naučil, jak budovat vlastní 3D tiskárnu a hliněný extrudér. Jsem však přirozeně narozený výrobce a dobrý v únavných pracovních místech. Začnu s ambiciózním nápadem a jsem ochoten vypořádat se s nekonečným řešením problémů. Vytvořil jsem prototyp s nápadem, otestoval prototyp, zdokumentoval výsledek a vytvořil další prototyp jako ostatní designéři, kteří si velmi cení síly procesu návrhu. Abych vyřešil problémy, musím se naučit postup a dokumentovat pokrok. Učím se z každého neúspěchu a úspěchu.

Clay je fascinující a citlivý materiál. Bylo nezbytné najít správnou viskozitu jílu. Neměla by být příliš měkká nebo příliš pevná. Je-li hlinka příliš pevná, nemůže být hladce vytlačována. A pokud je příliš měkká, má větší šanci na kolaps při tisku.

Začal jsem s bílou hlínou s nízkým ohněm, protože má méně částic a je dostatečně měkký, aby se snadno vytlačoval. Jelikož hlinka není obvykle dostatečně měkká, měla by být smíchána s extra vodou. Musím přidat další vodu, aby byl měkký, ale to způsobovalo kolaps při tisku.

Prvotní tisky nebyly složité a bylo možné je snáze tisknout. Kompaktní 3D modely však nejsou snadno tisknutelné z důvodu zhroucení. Moje dočasné řešení tohoto problému bylo použití teplovzdušné pistole, aby se vlhký jíl vyschnul rychleji. Nedávno jsem instaloval tři 120mm ventilátory do tiskárny a foukal vzduch přes tiskové lůžko. Není to konečné řešení, ale pomáhá.

Mám pár nápadů, jak tento problém vyřešit efektivněji a brzy je otestovat. Protože nemohu použít podpůrné materiály, musela jsem přemýšlet o tom, jak navrhnout samonosné konstrukce bez podpěr.

Vzhledem k tomu, že můžu znovu použít nevypálené hlíny, získal jsem většinu svých chyb. Oceňuji však zhroucené výtisky a otisky, protože zanechávají nějaký komentář k příslibu digitálního zpracování. Moji přátelé z řad umělců milují zhroucené nebo upuštěné výtisky. Takže si neobnovuji nějaké zajímavé otisky a někdy něco tisknu a upustím, abych vytvořil něco úplně nového - říkám tomu spolupráce s gravitací.

Abych vytvořil svou poslední typografickou sochu, měl jsem v úmyslu udělat nepořádný otisk ve spodní části a postupně postupně tisknout následující vrstvy. I když je to ještě obtížnější než normální tisk, ukazuje zajímavé textury a chci si s ním hrát více. budování vlastního nástroje, extruderu šnekové hlíny

V létě roku 2016 jsem chtěl udělat nový extrudér, protože jsem nemohl tisknout složitější tvary s mým pneumatickým extrudérem. Podle mého výzkumu, několik společností dávkování lepidel a někteří lidé používají ventil šneku k řízení extruze pasty.

Opět jsem využil 3D tiskárny, abych si vytvořil vlastní nástroje. Navrhl jsem šnekové šneky a pouzdro na Rhino a vytiskl jsem je. Více než tři týdny jsem navrhl a otestoval 56 různých šroubů a 8 pouzder. Šrouby a pouzdro jsou potištěny PLA. Vzhledem k tomu, že došlo k úniku na extrudéru, potřeboval jsem několik testů k vyřešení problému. Můj šnekový extrudér má velmi působivé výsledky. Kombinace šneku č. 55 a skříně č. 7 fungovala dobře, i když existují určité problémy. Plánuji to ještě více rozvíjet.

Hliněný a drahý kovový jíl

Vytiskl jsem různé jílovité tělíska: bílou hlínu, kameninu, porcelán a jílu z drahých kovů (měď). Většina jílovitých těl je velmi podobná, pokud nemají grog (částice). Mají však různé míry smrštění. Proto je třeba otestovat proces vypalování.

Po úspěšných výtiscích následují dva základní kroky palby; odpalování bisque a glazury. Během každého vypalování dosahuje hlinka určité teploty, aby se zajistilo, že jílovitá tělesa zrají na keramiku. Různá hliněná tělíska by měla být vypálena při různé teplotě, aby zrala jílovitá tělíska, jinými slovy, aby zesvětlila hlinku. K smrštění dochází ve stupni vitrifikace. Když se dostanete z hlíny z keramiky, řekne vám, jakou teplotu byste měli použít - to se nazývá kužel v keramice. Název odvozený z pyrometrického kužele použitého k měření tepelných prací. V těchto dnech používám porcelán střední kategorie (kužel 5-6. 2167 - 2232F)

Tisk hlíny z drahých kovů (aka PMC) je vzrušující projekt spolupráce s Marissou Saneholtz. Kovová hlína je vyrobena z velmi jemných částic kovů, jako je měď, bronz a stříbro. Tyto kovy se mísí s pojivem a vodou, aby se jí jí podobaly. Vzhledem k tomu, že může mít tvar měkké hlíny, může být použita pro výrobu šperků a malých soch. Jsou relativně drahé ve srovnání s jinými jíly a kovy. Měděný jíl je nejdražší materiál, který jsem použil.

PMC vyžaduje podobný proces tisku, ale je trochu jiný. Stejně jako u jiných jílovitých těl, míchám kus hlíny a vody, dokud nedosáhne určité konzistence. Vzhledem k tomu, že se jedná o drahý materiál, nemohu vytisknout velký kus a snažím se ho nemrhat. Po vytištění musí být tisk před vypálením vysušen. Po zaschnutí je hlína tvrdá, takže je snadné provést několik úprav. Mohlo by však být křehké a jemné v závislosti na provedení. Hlína může být vypálena různými způsoby, ale používali jsme elektrickou peci k vypálení 3D potištěného PMC. Po vypálení musí být omývány, aby byly vyleštěny. Více podrobností naleznete zde na této stránce.

Tento materiál nám přinesl různé výzvy. Míra smrštění byla vyšší než u jiných jílů a někdy mají praskliny. Obrátila kus praskliny na krásnou brož s 3D potištěným keramickým předmětem. Zjistili jsme míru smrštění a vytvořili malé 3D tištěné měděné předměty. Je to jen první kolo a plánujeme ho prozkoumat více.

Proces 3D tisku hlíny

Krok 01: Vytvářejte 3D model pomocí počítačově podporovaného designu (používám Rhino).

Krok 02: Převod CAD výkresu do souboru STereoLithography (STL).

Krok 03: Plátek 3D modelu a vytvoření G-kódu (používám Repetier Host Mac).

Krok 04: Nastavení stroje a naložení hlíny do extruderu.

Krok 05: Nechte 3D tiskárnu pracovat. Doba tisku se může lišit v závislosti na složitosti a velikosti.

Krok 06: Vyjměte potištěný předmět ze stroje a nechte jej zcela zaschnout.

Krok 07: Pro keramiku, odpalování bisque a glazování. (PMC také potřebuje dvoustupňové procesy spalování)

Software

Jsem grafik a dlouhodobě jsem používal počítače Mac. Takže používám Rhinoceros 5 for Mac k návrhu 3D modelů. Rhino jsem používal jen asi rok a nebylo snadné se přizpůsobit 3D CAD softwaru. Vzhledem k tomu, že moje dovednosti v oblasti 3D modelování se zlepšují, mohu navrhovat složitější tvary. Když potřebuji navrhnout nějaký organický tvar, používám také Sculptris. Sculptris je zajímavý software pro digitální sochařství. Také používám Slic3r pro generování g-kódu a Repetier host 1.0.1 pro Mac pro ovládání 3D tiskárny. Když potřebuji navrhnout 3D typ nebo složitý design, navrhnu některé tvary v Adobe Illustratoru a importuji soubor do Rhina. Když potřebuji 3D scan, používám MS Kinect a Skanect k 3D skenování lidských postav nebo objektů.

Co bude dál?

Jsem v akademické sféře a je mým úkolem sdílet to, co jsem se naučil z mého výzkumu. Chci se podělit o svou práci s tvůrčími lidmi prostřednictvím konferencí a výstav.Moji studenti by byli schopni vzít svou digitální metodu třídy, která pokrývá 2D a 3D design a digitální zpracování. Zkoušel jsem, co s touto novou technologií mohu udělat, a více testuji. Mám v plánu požádat o některé výzkumné granty na vybudování větší tiskárny a větší hlíny extruder. S novou tiskárnou chci vytisknout 3D typografické sochy lidského měřítka hlínou nebo betonem. Také doufám, že se v blízké budoucnosti podělím o nové objevy s novým strojem na tomto blogu.

Děkuji za přečtení. Vždy jsem hledal příležitosti a místa, abych ukázal svůj výzkum. Prosím kontaktujte mě, pokud máte zájem o workshop, rozhovor s umělcem nebo výstavu.

Můžete vidět mé poslední práce na Instagramu.

Podíl

Zanechat Komentář