Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Револуција 3Д штампања: сложена стварност

3Д четвртак је карактеристика ЦНЦ обраде, 3Д штампања, 3Д скенирања и 3Д дизајна који се појављују у МАКЕ сваког четвртка.

Ова минијатурна, прецизна монтажа је почела са ЦАД моделом и не много више. То кошта око 10 долара да би се то учинило код куће - без потребе за 3Д штампачем.

У протеклих неколико година, концепт јефтиног 3Д штампања је заробио срца и умове милиона штребера. Привлачност надолазеће производне револуције се такођер пробила у маинстреам: узми Економистакоји је објавио око двадесетак чланака о овој технологији само током прошле године. Нешто мора бити у зраку!

Шарм 3Д штампања је лако разумљив, поготово зато што се подудара са ренесансом ДИИ покрета на Интернету. Али сва та позитивна збрка има и интересантну негативну страну: лако је превидјети да су најзначајније препреке за домаћу производњу веома дубоке, и вјеројатно неће бити погођене само доласком нове генерације алата.

Уосталом, приступачни и производни алати погодни за хобисте који претварају полигоне у физичке објекте доступни су већ више од једне деценије. Узмите десктоп ЦНЦ млинове, на пример: кућне или канцеларијске и кошта отприлике као 3Д штампач, они су револуционирали животе многих златара и зубара; они су уздрмали и неколико других индустрија. Али за малу заједницу хобиста, ове самосталне и уредне млинице нису донеле производњу на захтев у нашим гаражама или дневним собама.

Роланд МДКС-15 - ЦНЦ глодалица са великом радном површином, популарна код златара. Овај модел је дебитовао на тржишту прије око 12 година.

ЦНЦ млинови и 3Д штампачи су различити на много начина, али имају и много тога заједничког; и гледајући паралеле, разумно је сумњати да изгледи за домаћу производњу могу имати релативно мало везе с избором одређеног алата.

Дизајн за производност

Свако може преузети 3Д рендерер отвореног кода, као што је ПОВ-Раи или Блендер, и брзо научити цртати куглу или куглу у 3Д. Али након што се почетно узбуђење смањи, морамо се суочити са блузом: већина нас нема вештину или упорност да направи следећи Аватар ускоро.

Исто важи и за индустријски дизајн - из неколико разлога:

  • ЦАД је заиста тежак. Стицање знања у ЦАД апликацији је још теже него савладавање 3Д алата опште намене. Потребно је стотине сати праксе да бисте једноставно дошли до тачке у којој можете користити дводимензионални уређај за унос (и једнако дводимензионални екран) да бисте прецизно нацртали сложене органске облике или замршене механичке склопове.
  • Постоји много више индустријског дизајна него што се чини. Већина нас, чак и ако добијемо хипотетски 3Д штампач који прави беспрекорне делове из било ког метала по нашем избору, још увек не би могао да произведе радну машину за нокте или соду. Индустријски дизајнери проведу године проучавајући дизајн, потенцијалне употребе и практичне компромисе било чега - од ојачања до стотина различитих врста веза, шарки, зглобова или камера. Додуше, постоје најмање четири софистициране дизајнерске одлуке које су се појавиле у изради поклопца за кутију Тиц Тац-а.
  • Машинство је права наука. Пластика и метали су прилично несавршени материјали; није их лако претворити у дијелове који су истодобно издржљиви, практични и естетски. Равни листови ових материјала су скоро увек разочаравајуће климави и лако савијати. Чак и ствари које су тривијалне као што су телефонске кутије и Лего цигле користе пажљиво постављена ребра, ушице и шефове како би се спријечило деформирање или распадање дијелова. Основним инжењерским принципима треба времена да овладају и правилно се примјењују у вашем раду.
  • Производни процеси нису савршени - и неће бити ускоро. Дизајн дијелова је увелике комплициран због потребе да се узму у обзир производне толеранције, скупљање материјала, минимална величина елемента, потреба за подршком дијела кроз процес, и тако даље. Врло мало напредних пројеката може се брзо скицирати и широко дистрибуирати без обраћања пажње на ове факторе, те их прилагодити како за опћи начин производње, тако и за специфичну копију строја који се користи за израду дијела.

Веома танка, али висока крутост базне платформе која се користила у пројекту на слици раније. Обратите пажњу на употребу ребара за ојачање.

Висок профил 3Д штампе значи да велика већина људи који купују јефтине АБС екструдере у врели моменат неће бити свесни колико је тешко напредовати од идеја до одрживих делова. То може наудити заједници на дуге стазе.

Наравно, универзална доступност дизајнерских вештина није стриктно неопходна: можда ће бити могуће да се задовољи модел где би одабрани експерти објавили своје дизајне бесплатно, а милиони других корисника једноставно кликну „штампај“. Али то нас доводи до другог питања ...

Према инжењерским деловима

Комплетна шасија за Омнибот мкИИ, направљена од високо-чврсте инжењерске пластике, силиконске гуме и асортимана металних делова.

Постојеће методе адитивних прототипова које су наклоњене хобистима имају тенденцију да производе делове из веома уског избора материјала, од којих сви показују прилично лоше механичке карактеристике; нема знакова да ће се то промијенити у наредним годинама. Код ЦНЦ млинова ситуација је много боља - али неки од битних материјала остају тешки или скупи за обраду (на примјер, већина гума не ради посебно добро).

У популарном погледу, 3Д штампачи су алат који ће нам омогућити да директно направимо скоро све; овај начин размишљања је илустриран трком у комерцијалном наоружању како би се испоручиле ФДМ машине које штампају у боји. Али ова потрага може бити погрешна: као што је, и 3Д штампање и ЦНЦ обрада имају тенденцију да буду корисније за производњу алата - то јест, облици који служе као улаз у други, специјализованији производни процес који се обавља касније.

У индустријском свету, ЦНЦ-обрађени узорци се користе за термоформирање, метално штанцање, ињекционо ливење и неколико врста ливења. Не може се све то сигурно и јефтино покушати код куће - али неке су изненађујуће лако радити. На пример, ливење смоле комбинује једноставност употребе са екстремном верношћу и широк спектар својстава која се могу постићи за крајње делове. Без икакве софистициране опреме, можете направити гњецавке у било којој боји - и пет минута касније, пребаците се на композитни материјал ојачан карбонским влакнима или стаклом.

Релативно једноставан, једноделни калуп за ливење смоле.

Наравно, ове радне процесе производње може савладати сваки одређени хоби. Ипак, они додају још један ниво сложености који може бити неочекиван и непремостив за многе; опсесија директном производњом веома мало помаже.

Где стварно стојимо?

Узбуђен сам због 3Д штампања, али и нелагодности у нашем начину размишљања о будућности домаће производње. За вођене хобисте, штампач је само још једна алатка која им омогућава да доведу своје дизајне у живот. Она дели многе своје проблеме са приступима који су постојали раније - и додаје своје озбиљне изазове овој комбинацији. Можда је најбоље што можемо да научимо од прерађивачке индустрије, а не да прогласимо њену прерану смрт.

Заправо, преокупација поновним откривањем производног процеса може узроковати да почнемо са погрешним решењем: сада популарни АБС екструдери можда неће моћи да постигну разумну прецизност и производе доследне и предвидљиве резултате само због ограничења материјала: његова екстремно гњецава конзистенција и лоше дефинисана тачка топљења отежавају контролу његовог таложења. Високи температурни градијенти који су створени у процесу не раде у корист технологије.

Сходно томе, ми вероватно не посвећујемо довољно пажње неким алтернативама које изгледа да су у стању да пруже. На пример, (још увек лудо скупи) штампачи воска из Солидсцапе-а постижу задивљујуће нивое детаља једноставним радом са погоднијом супстанцом и комбиновањем адитивних и субтрацтиве корака. Али суптрактивни процеси нису секси, а излаз ових штампача је крхки материјал који ради само као калуп за ливење. Без популарне привлачности, изгледи да се цене спусте су прилично мале.

Стереолитографија је још један интересантан избор са обећавајућим резултатима: постојећи штампачи са високом прецизношћу од 30.000 долара изгледају као да иду на ножни прст са јефтиним уређајима као што је предстојећи 1. образац. .

Једног дана, решење сребрног метка се може материјализовати; ако се то деси, то вероватно неће бити ништа као било која од постојећих технологија са којима експериментишемо. До тада се исплати фокусирати на процес, а не на најзабаченије ове седмице.

Асортиман ЦНЦ-машинских делова од ливених смола.


Ако сте укључени у посебно револуционаран или страшан пројекат и желите да пишете о томе за 3Д четвртак, или имате сродни производ који желите да прегледамо или напишемо, контактирајте Ериц Веинхоффер на [емаил протецтед] Хвала за читање!

Удео

Оставите Коментар