Революция в 3D отпечатването: сложната реалност - 💡 Fix My Ideas

Революция в 3D отпечатването: сложната реалност

Революция в 3D отпечатването: сложната реалност


Автор: Ethan Holmes, 2019

3D четвъртък е функция за CNC обработка, 3D печат, 3D сканиране и 3D дизайн, които се появяват в MAKE всеки четвъртък.

Тази миниатюрна, прецизна инсталация започва с CAD модел и не много повече. Той струва около 10 долара, за да го направи у дома - без да се изисква 3D принтер.

През последните няколко години концепцията за нискотарифно 3D печатане запечата сърцата и умовете на милиони отрепки. Привлекателността на предстоящата производствена революция също се е просмукала в мейнстрийма: вземи Икономистът, която само през последната година пусна около две дузини статии за тази технология. Нещо трябва да е във въздуха!

Очарованието на 3D печатането е лесно за разбиране, особено когато съвпада с възраждането на движението DIY в Интернет. Но този положителен шум също има интересен недостатък: той улеснява пренебрегването на това, че най-важните бариери пред домашното производство са много дълбоки и вероятно няма да бъдат засегнати само от пристигането на ново поколение инструменти.

В крайна сметка, достъпните и приятелски настроени за производство инструменти, които превръщат полигоните във физически обекти, са налични повече от десетилетие. Вземете настолни CNC мелници, например: удобни за дома или офиса и струващи около 3D принтери, те революционизираха живота на много бижутери и зъболекари; те разтърсиха доста други ниши. Но за малка общност от любители, тези автономни и подредени мелници не са довели до производство в нашите гаражи или дневни.

Roland MDX-15 - настолна по големина CNC мелница, популярна сред бижутериите. Този модел дебютира на пазара преди около 12 години.

CNC мелници и 3D принтери са различни по много начини, но те също имат много общи неща; и като се погледне паралелите, разумно е да се подозира, че перспективите за домашно производство може да имат относително малко общо с избора на конкретен инструмент.

Дизайн за технологичност

Всеки може да изтегли 3D визуализатор с отворен код, като POV-Ray или Blender, и бързо да се научи да нарисува сфера или куб в 3D. Но след като първоначалното вълнение изчезне, трябва да се изправим пред блуса: повечето от нас нямат умение или постоянство да направят следващия въплъщение скоро.

Същото важи и за промишления дизайн - поради няколко причини:

  • CAD е наистина трудно. Придобиването на умения в CAD приложението е още по-трудно, отколкото овладяването на 3D инструмент с общо предназначение. Необходими са стотици часове на практика, за да стигнете до точката, където можете да използвате двуизмерно входно устройство (и също така двуизмерен екран), за да направите точно скициране на сложни органични форми или сложни механични сглобки.
  • Индустриалният дизайн има много повече от това, което се вижда. Повечето от нас, дори ако им се даде хипотетичен 3D принтер, който прави безупречни части от някакъв метал по наш избор, все още не биха могли да произведат работещ машинка за подстригване на нокти или сода. Промишлените дизайнери прекарват години в изучаването на дизайна, потенциалните употреби и практическите компромиси на всичко - от зъбни колела до стотици различни видове връзки, панти, фуги или камери. По дяволите, има поне четири сложни дизайнерски решения, които влязоха в изработването на капака за кутия с Tic Tacs.
  • Машиностроенето е истинска наука. Пластмасите и металите са доста несъвършени и фини материали; не е лесно да се превърнат в части, които са едновременно трайни, практични и естетични. Плоските листове от тези материали са почти винаги разочароващо колебливи и лесни за огъване. Дори и елементите, които са толкова тривиални като телефонните кутии и тухличките Lego, използват внимателно поставени ребра, клинове и шефове, за да се предотврати деформирането или разпадането на частите. Основните инженерни принципи изискват време, за да овладеят и да се прилагат правилно във вашата работа.
  • Производствените процеси не са перфектни - и скоро няма да бъде. Дизайнът на частта е значително усложнен от необходимостта да се отчитат производствените отклонения, свиването на материала, минималния размер на характеристиките, необходимостта да се поддържа частта през процеса и т.н. Много малко усъвършенствани проекти могат бързо да бъдат скицирани и широко разпространени, без да се обръща внимание на тези фактори, както и да се адаптират както за общия метод на производство, така и за конкретното копие на машината, използвана за изработване на тази част.

Много тънка, но високоустойчива платформа, използвана по-рано в проекта. Обърнете внимание на използването на усилващи ребра.

Високият профил на 3D печат означава, че голяма част от хората, които купуват евтини екструдери ABS в разгара на момента, няма да са наясно колко трудно е да се премине от идеи към жизнеспособни части. Това може да навреди на общността в дългосрочен план.

Разбира се, универсалната наличност на дизайнерски умения не е строго необходимост: възможно е да се разреши модел, при който няколко избрани експерти публикуват своите проекти безплатно, а милиони други потребители просто кликват върху „печат“. Но това ни води до друг въпрос…

Към части от инженерния клас

Пълно шаси за Omnibot mkII, направено от високоякостна инженерна пластмаса, силиконова гума и асортимент от метални части.

Съществуващите методи за създаване на прототипи, съобразени с любители, са склонни да произвеждат части от много тесен избор на материали, всички от които показват доста лоши механични характеристики; няма признаци, че това ще се промени през следващите години. При CNC мелниците ситуацията е много по-добра - но някои от основните материали остават трудни или скъпи за обработка (например, повечето гуми не се обработват особено добре).

В популярния поглед 3D принтерите са инструмент, който ще ни позволи да направим директно почти всичко; този начин на мислене е илюстриран от търговската надпревара във въоръжаването, за да се доставят FDM машини, които печатат в цвят. Но това преследване може да се окаже погрешно: както в момента, и 3D печатането и обработката с ЦПУ са по-полезни за производството на шаблони за инструментална екипировка - т.е. форми, които служат като вход към друг, по-специализиран производствен процес, който се извършва по-късно.

В индустриалния свят, CNC-машинни модели се използват за термоформоване, метално щамповане, шприцоване и няколко разновидности на леене. Не всички от тях могат да се опитат безопасно и евтино у дома - но някои от тях са изненадващо лесни за работа. Например, леенето на смола съчетава лекота на използване с изключителна прецизност и широка гама от свойства, постижими за крайните части. Без каквото и да е сложно оборудване, можете да направите гъсти каучуци в какъвто и да е цвят - и пет минути по-късно да превключите на композитен материал, подсилен с въглеродни влакна или стъкло.

Сравнително проста, еднокомпонентна форма за леене на смола.

Разбира се, тези производствени работни процеси могат да бъдат овладени от всеки определен хоби. Въпреки това, те добавят друго ниво на сложност, което може да бъде неочаквано и непреодолимо за мнозина; манията с директна технологичност не е много полезна.

Къде наистина стоим?

Развълнуван съм от 3D печата, но също така и от нашия начин на мислене за бъдещето на домашното производство. За задвижваните любители, принтерът е просто още един инструмент, който им позволява да реализират своите проекти. Той споделя много от проблемите си с подходите, съществували преди това, и добавя своите сериозни предизвикателства към микса. Може би най-доброто, което можем да направим, е да се поучим от преработващата промишленост, вместо да обявяваме неговата преждевременна смърт.

Всъщност загрижеността от преоткриването на производствения процес може да ни накара да започнем с погрешно решение: сега популярните ABS екструдери може да не са в състояние да постигнат разумна точност и да произведат последователни и предвидими резултати само поради ограниченията на материала: неговата изключително лепкава консистенция и лошо определената точка на топене затрудняват контролирането на неговото отлагане. Високите температурни градиенти, създадени в процеса, не работят в полза на технологията.

Следователно вероятно не отделяме достатъчно внимание на някои от алтернативите, които изглежда са в състояние да постигнат. Например, (все още безумно скъпите) принтери за нанасяне на восъци от Solidscape постигат невероятни нива на детайл просто чрез работа с по-подходящо вещество и чрез комбиниране на добавъчни и изваждащи стъпки. Но субтрактните процеси не са секси, а резултатът от тези принтери е крехък материал, който работи само като леярска форма. Без популярност, шансовете за понижаване на цените са доста слаби.

Стереолитографията е друг интересен избор с многообещаващи резултати: съществуващите принтери с висока точност от $ 30,000 изглежда се превръщат в ниска цена с устройства с ниска цена като предстоящата форма 1. Но и разхвърляният и разточителен принцип на работа ограничава и тяхната популярност. ,

Един ден разтвор от сребърен куршум може да се материализира; ако го направи, вероятно няма да е подобно на никоя от съществуващите технологии, с които експериментираме. Дотогава си струва да се съсредоточим върху процеса, а не върху най-раздутите инструменти от тази седмица.

Асортимент от CNC-обработени части, изляти от смола.


Ако сте въвлечени в особено революционен или страхотен проект и бихте искали да пишете за него в четвъртък в 3D, или имате свързан продукт, който искате да прегледаме или напишете, моля, свържете се с Eric Weinhoffer на [email protected] Благодаря за четенето!



Може Да Се Интересувате

Как да: Врата, вдъхновена от Седмия лекар

Как да: Врата, вдъхновена от Седмия лекар


Krs - Hackerspace Electronics: От Nub до Ninja в рамките на една година

Krs - Hackerspace Electronics: От Nub до Ninja в рамките на една година


Профил на финалиста на GGHC - Hackerspace Charlotte

Профил на финалиста на GGHC - Hackerspace Charlotte


Корнелия Хоскин обсъжда HOMEGROWN Village и Maker Faire

Корнелия Хоскин обсъжда HOMEGROWN Village и Maker Faire