Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

3D revoluce tisku: komplexní realita

3D čtvrtek je funkce o CNC obrábění, 3D tisku, 3D skenování a 3D designu, který se objevuje v MAKE každý čtvrtek.

Tato miniaturní, vysoce přesná montáž začala s modelem CAD a ne o mnoho víc. To stálo asi 10 dolarů, aby to doma - bez 3D tiskárny potřebné.

V posledních několika letech zachytil koncept cenově výhodného 3D tisku srdce a mysli miliónů geeků. Lákavost nadcházející výrobní revoluce pronikla i do hlavního proudu Ekonom, který v minulém roce provozoval kolem dvou desítek článků o této technologii. Něco musí být ve vzduchu!

Kouzlo 3D tisku je snadné pochopit, zejména proto, že se shoduje s renesancí pohybu DIY na internetu. Ale všechny tyto pozitivní impulsy mají také zajímavou nevýhodu: je snadné přehlédnout, že nejvýznamnější překážky domácí výroby jsou velmi hluboké a pravděpodobně nebudou ovlivněny pouze příchodem nové generace nástrojů.

Po více než desetiletí jsou dostupné cenově dostupné a hobby-přátelské výrobní nástroje, které konvertují polygony do fyzických objektů. Vezměte si stolní CNC mlýny, například: domácí nebo kancelářské a stojí kolem tolik jako 3D tiskárna, revoluci v životě mnoha klenotníků a zubařů; otřásli i poměrně málo dalších specializovaných odvětví. Tyto náhradní a úklidové mlýny pro malou komunitu fandů však nezajišťují výrobu na vyžádání do našich garáží nebo obývacích pokojů.

Roland MDX-15 - uzavřená CNC frézka velikosti desktopu, oblíbená u klenotníků. Tento model debutoval na trhu asi před 12 lety.

CNC mlýny a 3D tiskárny se liší mnoha způsoby, ale mají také mnoho společného; Při pohledu na paralely je rozumné se domnívat, že vyhlídky na domácí výrobu mohou mít relativně málo co do činění s volbou konkrétního nástroje.

Design pro výrobu

Kdokoliv může stáhnout open-source 3D renderer, jako je POV-Ray nebo Blender, a rychle se naučit kreslit kouli nebo kostku ve 3D. Ale po počátečním vzrušení se musíme vyrovnat s blues: většina z nás nemá schopnost ani vytrvalost dělat další Avatar kdykoliv brzy.

Totéž platí pro průmyslový design - z několika důvodů:

  • CAD je opravdu obtížné. Získání znalostí v CAD aplikaci je ještě těžší než zvládnutí univerzálního 3D nástroje. Trvá stovky hodin praxe, aby se jednoduše dostali do bodu, kdy můžete použít dvourozměrné vstupní zařízení (a stejně tak i dvourozměrnou obrazovku), abyste přesně načrtli všechny složité organické tvary nebo složité mechanické sestavy.
  • Tam je mnohem více průmyslový design, než splňuje oko. Většina z nás, i když se jedná o hypotetickou 3D tiskárnu, která vyrábí bezchybné díly z jakéhokoliv kovu podle našeho výběru, by nebyla schopna vyrobit pracovní nůž na nehty nebo plechovku na sodovku. Průmysloví návrháři tráví roky studiem designu, potenciálního využití a praktických kompromisů všeho od čelních ozubených kol po stovky různých typů spojek, závěsů, kloubů nebo vaček. Sakra, tam jsou přinejmenším čtyři sofistikovaná designová rozhodnutí, která šla dělat víko pro krabici Tic Tacs.
  • Strojírenství je skutečná věda. Plasty a kovy jsou poměrně nedokonalé a jemné materiály; není snadné je přeměnit na části, které jsou trvanlivé, praktické a zároveň estetické. Ploché listy těchto materiálů jsou téměř vždy zklamáním a snadno se ohýbají. Dokonce i věci jako triviální jako telefon případy a Lego cihly používají pečlivě umístěné žebra, klíny a bossy, aby se zabránilo deformaci nebo rozpadnutí dílů. Základní technické principy vyžadují čas a zvládnutí a správné uplatnění ve vaší práci.
  • Výrobní procesy nejsou dokonalé - a brzy nebudou brzy. Konstrukce dílů je značně komplikována potřebou zohlednit výrobní tolerance, smrštění materiálu, minimální velikost prvku, potřebu podporovat díl prostřednictvím procesu a tak dále. Velmi málo pokročilých návrhů může být rychle načrtnuto a široce rozšířeno bez věnování pozornosti těmto faktorům a jejich přizpůsobení jak pro obecnou výrobní metodu, tak pro specifickou kopii stroje používaného k výrobě dílu.

Velmi tenká, ale vysoce tuhá základní platforma používaná v projektu zobrazeném dříve. Všimněte si použití výztužných žeber.

Vysoký profil 3D tisku znamená, že drtivá většina lidí, kteří nakupují nízkoenergetické extrudéry ABS v průběhu tohoto okamžiku, si neuvědomuje, jak obtížné je postupovat od myšlenek k životaschopným částem. To může komunitě ublížit na dlouhou trať.

Samozřejmě, že univerzální dostupnost dovedností v oblasti designu není nezbytně nutná: může být možné se spokojit s modelem, kde vybraní odborníci zveřejní své návrhy zdarma a miliony dalších uživatelů jednoduše kliknou na tlačítko „tisk“. Ale to nás přivádí k další otázce…

Směrem ke strojním dílům

Kompletní podvozek pro Omnibot mkII, vyrobený z vysokopevnostního inženýrského plastu, silikonového kaučuku a sortimentu kovových dílů.

[0003] Existující metody výroby prototypů, které jsou přátelské k příznivcům, mají tendenci vyrábět díly z velmi úzkého výběru materiálů, z nichž všechny vykazují poměrně špatné mechanické vlastnosti; neexistují žádné známky toho, že se to v následujících letech změní. S CNC mlýny je situace mnohem lepší - ale některé základní materiály jsou i nadále obtížné nebo drahé (například většina pryží se neobejde zvlášť dobře).

V populárním pohledu jsou 3D tiskárny nástrojem, který nám umožní vytvořit téměř cokoliv; tento způsob myšlení je doložen komerčními zbraněmi, které dodávají stroje FDM, které tisknou barevně. Tato snaha však může být zavádějící: jak 3D tisk, tak i CNC obrábění mají tendenci být užitečnější pro vytváření vzorů nástrojů - to znamená, že tvary, které slouží jako vstup do dalšího, specializovanějšího výrobního procesu prováděného později.

V průmyslovém světě se pro tepelné tvarování, lisování kovů, vstřikování plastů a několik druhů odlévání používají CNC obráběné modely. Ne všechny z nich se mohou bezpečně a levně pokusit doma - ale některé z nich jsou překvapivě snadno ovladatelné. Například odlitek z pryskyřice kombinuje jednoduchost použití s ​​extrémní přesností a širokou škálou vlastností dosažitelných pro finální části. Bez jakéhokoliv sofistikovaného vybavení si můžete udělat ušlechtilé pryže v jakékoli barvě, kterou potěšíte - a o pět minut později přepněte na kompozitní materiál vyztužený uhlíkovými vlákny nebo sklem.

Relativně jednoduchá jednodílná forma pro lití pryskyřice.

Samozřejmě, tyto výrobní pracovní postupy mohou být zvládnuty jakýmkoliv určeným fandem. Nicméně, oni přidají další úroveň složitosti, která může být nečekaná a nepřekonatelná pro mnoho; posedlost přímou výrobností má jen velmi málo pomoci.

Kde skutečně stojíme?

Jsem nadšený z 3D tisku, ale také zneklidněn naším způsobem přemýšlení o budoucnosti domácí výroby. Pro řízené fandy je tiskárna jen dalším nástrojem, který jim umožňuje přinést své návrhy do života. Sdílí mnoho z jeho problémů s přístupy, které existovaly dříve - a přidává své vlastní vážné výzvy pro směs. Snad nejlepší, co můžeme udělat, je poučit se z výrobního průmyslu, spíše než prohlásit jeho předčasnou smrt.

Ve skutečnosti je možné, že se znovuobjevení výrobního procesu zapříčiní, že začneme s nesprávným řešením: nyní populární extrudéry ABS nemusí být schopny dosáhnout přiměřené přesnosti a přinést konzistentní a předvídatelné výsledky jednoduše díky omezením Materiál: jeho extrémně houževnatá konzistence a špatně definovaná teplota tání ztěžuje kontrolu její depozice. Vysoké teplotní gradienty vytvořené v tomto procesu také nepůsobí ve prospěch technologie.

V důsledku toho pravděpodobně nebudeme věnovat dostatečnou pozornost některým alternativám, které jsou schopny dosáhnout. Například, (ještě šíleně drahé) tiskárny depozice vosku od Solidscape dosáhnout úžasné úrovně detailu jednoduše tím, že pracuje s vhodnější látkou, a tím, že kombinuje aditivní a subtraktivní kroky. Subtraktivní procesy však nejsou sexy a výstup z těchto tiskáren je křehký materiál, který funguje pouze jako licí forma. S žádným populárním odvoláním, šance na ceny sestupující jsou docela štíhlé.

Další zajímavou volbou se slibnými výsledky je Stereolithography: stávající tiskárny s vysokou přesností 30 000 USD se zdají být na špičce s levnými zařízeními, jako je např. Připravovaný formulář 1. Ale neuspořádaný a nehospodárný provozní princip také omezuje jejich pop. .

Jednoho dne se může objevit řešení stříbrné kulky; pokud ano, pravděpodobně to nebude nic jako jakákoli ze stávajících technologií, se kterými experimentujeme. Do té doby se vyplatí zaměřit se na tento proces, nikoli na tento nástroj, který je v tomto týdnu nejvíce medializován.

Sortiment CNC obráběných, litých dílů.


Pokud jste zapojeni do obzvláště revolučního nebo úžasného projektu a chtěli byste o něm psát ve čtvrtek, nebo máte související produkt, o kterém bychom chtěli, abychom ho mohli zkontrolovat nebo napsat, kontaktujte prosím Erica Weinhoffera na adrese [email protected] Děkuji za přečtení!

Podíl

Zanechat Komentář