3D nyomtatási forradalom: a komplex valóság - 💡 Fix My Ideas

3D nyomtatási forradalom: a komplex valóság

3D nyomtatási forradalom: a komplex valóság


Szerző: Ethan Holmes, 2019

A 3D csütörtök a CNC megmunkálással, a 3D nyomtatással, a 3D szkenneléssel és a 3D tervezéssel kapcsolatos jellemzők, amelyek minden csütörtökön megjelenik a MAKE-ban.

Ez a miniatűr, nagy pontosságú szerelvény CAD modellel kezdődött, és nem sokkal több. Ez körülbelül 10 dollárba kerül, hogy otthon legyen - nincs szükség 3D nyomtatóra.

Az elmúlt pár évben az olcsó 3D nyomtatás fogalma megragadta a több millió geek szívét és elméjét. A közelgő gyártási forradalom csábítása is belefutott a főáramba: vegye A közgazdász, amely körülbelül két tucat cikket tartott e technológiáról az elmúlt évben. Valami kell lennie a levegőben!

A 3D-s nyomtatás varázsa könnyen érthető, különösen, mert egybeesik az internetes DIY mozgalom reneszánszával. De ez a pozitív zümmögésnek is érdekes hátránya van: könnyű elfelejteni, hogy a hazai gyártás legjelentősebb akadályai nagyon mélyek, és valószínűleg nem lesznek hatással csak az új generációs eszközök megérkezésével.

Végül is több mint egy évtizede rendelkezésre állnak a megfizethető és hobbi-barát gyártási eszközök, amelyek sokszögeket alakítanak át fizikai objektumokká. Vegyük például az asztali CNC malmokat, például: otthoni vagy irodai-barát, és akár egy 3D-s nyomtató költsége is, forradalmasították számos ékszerész és fogorvos életét; sok más iparban is megrázta őket. De a kis hobbik közösségének tartalékai, ezek az önálló és rendezett malmok nem állítottak igény szerinti gyártást garázsunkba vagy nappaliba.

Roland MDX-15 - egy asztali méretű, zárt ékszerészek körében elterjedt CNC malom. Ez a modell körülbelül 12 évvel ezelőtt debütált a piacon.

A CNC-malmok és a 3D-nyomtatók sokféleképpen különböznek egymástól, de sok más is van; és a párhuzamokat nézve ésszerű, hogy gyanítható, hogy az otthoni gyártás kilátásait viszonylag kevés köze lehet egy adott eszköz megválasztásához.

Kivitelezés gyártása

Bárki letölthet egy nyílt forráskódú 3D-s megjelenítőt, mint például a POV-Ray vagy a Blender, és gyorsan megtanulhatja, hogy rajzoljon egy gömböt vagy egy kockát 3D-ben. De miután a kezdeti izgalom eltűnik, szembe kell néznünk a kékekkel: a legtöbbünknek nincs meg a készsége vagy kitartása a következő Avatar a közeljövőben.

Ugyanez igaz az ipari formatervezésre is - több okból is:

  • A CAD valóban nehéz. A CAD alkalmazásban jártas szakértelem megszerzése még nehezebb, mint egy általános célú 3D eszköz elsajátítása. Több száz órát vesz igénybe, hogy egyszerűen eljuthasson ahhoz a ponthoz, ahol kétdimenziós bemeneti eszközt (és egyformán kétdimenziós képernyőt) használhat, hogy pontosan vázoljon bármilyen összetett szerves alakot vagy bonyolult mechanikai egységet.
  • Sokkal több van az ipari formatervezésnél, mint a szemnek. Legtöbben, még akkor is, ha olyan hipotetikus 3D-s nyomtatót kapunk, amely hibátlan alkatrészeket kínál a választott fémekből, még mindig nem tudnánk működő körömvágót vagy szódavizet készíteni. Az ipari tervezők évekig tanulnak a tervezés, a potenciális felhasználás és a gyakorlati kompromisszumok tanulmányozása során a süllyesztett fogaskerekekről a több száz különböző típusú összekötésre, csuklópántra, ízületre vagy bütykre. Heck, legalább négy kifinomult tervezési döntés született a Tic Tacs dobozának fedéllel.
  • A gépgyártás valódi tudomány. A műanyagok és a fémek meglehetősen tökéletlenek és finicky anyagok; nem könnyű őket egyszerre tartós, praktikus és esztétikus részekké alakítani. Ezeknek az anyagoknak lapos lapjai szinte mindig csalódást okoznak, és könnyen hajlíthatók. Még a triviális elemek, mint a telefonok és a Lego-téglák is gondosan elhelyezett bordákat, csíkokat és főnököket használnak, hogy megakadályozzák az alkatrészek deformálódását vagy szétesését. Az alapvető mérnöki elvek időt igényelnek a mesterképzésre és megfelelően alkalmazzák a munkádat.
  • A gyártási folyamatok nem tökéletesek - és nem fognak hamarosan. Az alkatrész-kialakítást nagymértékben bonyolítja, hogy figyelembe kell venni a gyártási tűréseket, az anyag zsugorodását, a minimális funkcióméretet, a folyamat részeként támogatott szükségletet stb. Nagyon kevés fejlett tervet lehet gyorsan felvázolni és széles körben terjeszteni anélkül, hogy ezekre a tényezőkre figyelnének, és mind az általános gyártási módszerre, mind pedig az adott alkatrész elkészítéséhez használt gép egyedi példányára szabjuk őket.

Egy nagyon vékony, de magas merevségű alapplatform, amelyet a korábban bemutatott projektben alkalmaztak. Vegye figyelembe a megerősítő bordák használatát.

A 3D-s nyomtatás magas profilja azt jelenti, hogy azok a személyek, akik olcsó pillanatnyi ABS-extrudereket vásárolnak a pillanatnyi hőségben, nem fogják tudni, hogy mennyire nehéz az ötletekből életképes részekre haladni. Ez hosszú távon sértheti a közösséget.

Természetesen a tervezési készségek univerzális rendelkezésre állása nem feltétlenül szükséges: lehet, hogy egy olyan modellre lehet megoldani, ahol a kiválasztott néhány szakértő ingyenesen közzéteszi a terveit, és más felhasználók millióinak egyszerűen „nyomtatni” kell. De ez egy másik kérdéshez vezet minket ...

A mérnöki minőségű alkatrészek felé

Egy komplett alváz Omnibot mkII-hoz, nagy szilárdságú műanyagból, szilikongumiből és fém alkatrészek választékából.

A meglévő, hobbi-barát adalék prototípus-készítési módszerek általában nagyon szűk anyagokból készülnek, amelyek mindegyike meglehetősen gyenge mechanikai jellemzőkkel rendelkezik; nincs jele annak, hogy ez az elkövetkező években megváltozna. A CNC malmoknál a helyzet sokkal jobb - de néhány alapvető anyag nehezen kezelhető vagy költséges (például a legtöbb gumiból nem működik különösen jól).

Népszerű nézetben a 3D nyomtatók olyan eszköz, amely lehetővé teszi számunkra, hogy közvetlenül szinte bármit készítsünk; ezt a gondolkodási módot példaként említi a kereskedelmi fegyverek versenye, amely színes színben nyomtatott FDM gépeket szállít. Ez a törekvés azonban félrevezető lehet: mivel a 3D-s nyomtatás és a CNC megmunkálás általában hasznosabb a szerszámminták előállításához - vagyis olyan alakzatokhoz, amelyek egy későbbi, speciálisabb gyártási folyamathoz hozzájárulnak.

Az ipari világban a CNC-megmunkált mintákat hőformázáshoz, fémbélyegzéshez, fröccsöntéshez és többféle öntéshez használják. Mindezeket nem lehet biztonságosan és olcsón kipróbálni otthon, de néhányan meglepően könnyű dolgozni. Például a gyanta öntés ötvözi a könnyű használatot és a rendkívül hűséges tulajdonságokat, valamint a végső részekhez elérhető széles körű tulajdonságokat. A kifinomult felszerelések nélkül bármilyen tetszőleges színben készíthetsz gúnyos gumit - és öt perc múlva váltson egy szénszálas vagy üveggel erősített kompozit anyagra.

Egy viszonylag egyszerű, egyrészes penész a gyanta öntéséhez.

Természetesen ezeket a gyártási munkafolyamatokat bármely meghatározott hobbista tudja elsajátítani. Mindazonáltal újabb bonyolultsági szintet hoznak létre, amely sokak számára váratlan és áthidalhatatlan lehet; a közvetlen gyárthatósággal szembeni megszállottság nagyon kevés segítséget nyújt.

Hol állunk igazán?

Izgatott vagyok a 3D-s nyomtatással kapcsolatban, de nyugtalan vagyok az otthongyártás jövőjével kapcsolatos gondolkodásmódunkkal is. A meghajtott hobbisták számára a nyomtató csak egy olyan eszköz, amely lehetővé teszi számukra, hogy életre keljenek terveik. Számos problémáját megosztja a korábban létező megközelítésekkel, és saját komoly kihívásait hozza a keverékhez. Talán a legjobb, amit tehetünk, hogy a feldolgozóiparból tanuljanak, nem pedig a korai haláláról.

Tény, hogy a gyártási folyamat újbóli feltalálásával kapcsolatos aggodalom okot adhat arra, hogy elkezdjük a helytelen megoldást: a jelenleg népszerű ABS extruderek nem tudják elfogadható pontosságot elérni, és következetes és kiszámítható eredményeket hozhatnak egyszerűen a korlátozások miatt az anyag: rendkívül lágy konzisztenciája és egy rosszul meghatározott olvadáspontja megnehezíti a lerakódás szabályozását. A folyamat során létrehozott magas hőmérsékleti gradiensek nem működnek a technológia javára.

Következésképpen valószínűleg nem fordítunk kellő figyelmet néhány olyan alternatívára, amely úgy tűnik, hogy képesek. Például a Solidscape (még mindig rendkívül drága) viaszbevonási nyomtatója csodálatos részletességű szinteket ér el, egyszerűen egy megfelelőbb anyaggal végzett munkával, valamint az additív és szubtraktív lépések kombinálásával. De a szubtraktív folyamatok nem szexiek, és ezeknek a nyomtatóknak a kimenete egy törékeny anyag, amely csak öntőformaként működik. A népszerű fellebbezés hiányában az árak csökkenése nagyon vékony.

A sztereolitográfia egy másik érdekes választás az ígéretes eredményekkel: úgy tűnik, hogy a meglévő nagy pontosságú, 30 000 dolláros nyomtatók alacsony költségű eszközökkel, például a következő 1. formátummal fognak lenni. De a rendetlen és pazarló működési elv korlátozza a pop-fellebbezést is .

Egy nap egy ezüst golyóoldat alakulhat ki; ha igen, akkor valószínűleg semmi sem hasonlít a már meglévő technológiákhoz. Addig is érdemes a folyamatra összpontosítani, nem pedig a hét leginkább hipedézett eszközére.

CNC-megmunkált, műgyanta öntvények választéka.


Ha részt vesz egy különösen forradalmi vagy félelmetes projektben, és szeretne írni erről 3D csütörtökön, vagy ha van egy kapcsolódó terméke, amelyet szeretnénk, hogy ellenőrizze vagy írjon, kérjük, lépjen kapcsolatba Eric Weinhofferrel a [email protected] címen. Köszönöm, hogy elolvasta!



Lehet, Hogy Érdekli

Maker Kosár megteszi a Makerspace oktatást

Maker Kosár megteszi a Makerspace oktatást


Minden Csillagok háborúja projekt, amelyet a Make: eddig (több mint 100!)

Minden Csillagok háborúja projekt, amelyet a Make: eddig (több mint 100!)


A banán-aprító fűző az Ultimate Chastity Belt

A banán-aprító fűző az Ultimate Chastity Belt


Watch: Őrült, veszélyes kísérletek szuper erős mágnesekkel

Watch: Őrült, veszélyes kísérletek szuper erős mágnesekkel






Legutóbbi Hozzászólások