Minulta puuttui aina "kolmas silmä", jotta voisin kuvitella jonkin yksityiskohdan mekanismista tai talosta piirustuksista - ja vielä enemmän, en tiedä miten se tehdään, jos sinun täytyy nähdä selvästi kokonaisuus useiden piirustusten perusteella. Minulle piirustukset ovat samat kuin useimmille muille kuin muusikoille nuotteja: riippumatta siitä, kuinka paljon katsot nuotteja, et kuule musiikkia.
Tietokoneista on tietysti tullut parannuskeino tällaiselle "vammaisuudelle" viime vuosikymmeninä. Joka tapauksessa joskus tekniikka tekee työn. Nyt esimerkiksi kukaan ei ole yllättynyt siitä, että tietokone toistaa nuotteja ja jopa korvaa orkesterin. Piirustusten avulla on totta, se on vaikeampi, mutta jopa täällä on ohjelmistotuotteita, jotka auttavat luomaan kolmiulotteisen tietokonemallin. Lopuksi ilmestyi kolmiulotteinen tulostus, joka voi nopeasti tehdä tietokonemallista todella todellisen asian, jota voidaan koskettaa, tutkia kaikilta puolilta ja käyttää käytännön tarkoituksiin.
Tulostaminen kolmiulotteisena
Kolmiulotteiset tulostimet eivät tietenkään vieläkään rakenna taloja: toistaiseksi tällaisten laitteiden lempinimi on prototyyppejä. Pienet esineet voidaan rakentaa elämän koossa ja suuremmat pienemmässä mittakaavassa. Jokainen meistä on nähnyt ihmisen elinten, avaruusalusten, autojen, rakennusten tai jopa kaupunkialueiden työpöydän malleja - suuri osa tästä on tulostettu kokonaan tai osittain 3D-tulostimella.
Vaikka tämä tekniikka on ollut käytössä jo yli vuosikymmenen ajan, se on edelleen poissa näkyvistä. Tosiasia on, että 3D-tulostin ei ole kotitaloustuote, vaan erikoisvaruste. Samat yritykset, joille prototyyppien tekeminen on pakollinen vaihe kaikissa prosesseissa, ovat jo pitkään arvostaneet 3D-tulostuksen mukavuutta. Mukaan lukien, koska kaikki, jotka määrittelevät projektin kohtalon, eivät saa mielikuvitusta nähdä äänenvoimakkuutta ja eheyttä piirustuksissa. Tuhlaat aikaa sietämällä suunnitelmia ja selittämällä talousvirran päällikölle tarkalleen, millainen uusi kauppakeskus on. Jos olisin mestarin paikalla, olisin varmasti työntänyt sivuun piirustukset, tietokoneen visualisoinnin ja kysynyt: "No, miten se kaikki näyttää todellisuudessa?" Tässä olisi hyvä aika tuoda "liikevirta" ulkoasuun.
Voit tietysti vanhan hyvän perinteen mukaan mennä mallipajaan, jossa kymmenen tai useamman ihmisen käsillä luodaan vaaditun mittakaavan malli viikossa (tai ehkä kuukaudessa) pahvista, paperi ja muut materiaalit. Tämä on kuitenkin pitkä prosessi, eikä siitä aiheutuvia kustannuksia voida aina perustella. Entä jos sinun on muutettava jotain asettelussa? Sitten kaikki siihen investoitu työ ja rahat menevät hukkaan: uudelleenkäsittely vie yhtä paljon aikaa, ja asiakkaan on maksettava työstä uudelleen. Tietysti on liian aikaista kirjoittaa ammatillisia mallipajoja, on tilanteita, joissa ne ovat korvaamattomia, mutta kolmiulotteisen tulostimen ansiosta malli tai sen yksittäiset osat voidaan tehdä uudelleen päivässä muuttamalla muotoa, väri tai koko. Se on kätevä, visuaalinen ja nopea. Sinun ei tarvitse etsiä mitään sivulta, sinun ei tarvitse odottaa viikkoa tilauksen valmistumiseen: jos 3D-tulostin on toimistossasi, teet muutoksia tietokonemalliin muutamalla napsautuksella ja lähetä se tulostettavaksi.
Antamani esimerkki arkkitehtuuriprojektista on varsin todellinen, mutta se ei ole läheskään ainoa mahdollinen. Teollinen ja graafinen suunnittelija, lääketieteen ammattilainen ja jopa kartografi arvostavat 3D-tulostinta. Tällainen laite on hyödyllinen tehtaissa, tutkimuslaitoksissa ja matkamuistotehtaissa. Etorgin yhteistyökumppaneiden kanssa työskentelevä johtaja Elmira Gafurova sanoi, että heidän ZPrinter 650 -laitteensa pystyy ellei kaikkeen, niin paljon.”Nautin todella koneesta ja 3D-tulostustekniikasta. Tiedän kuinka jännittävää tämä kaikki on, - Elmira sanoo. - Ja tulostimen ominaisuudet ovat yksinkertaisesti uskomattomia. Ehkä mikään muu tekniikka ei kykene luomaan vastaavia malleja suhteelliselle rahalle. " Läheinen tutustuminen 3D-tulostimeen alkoi Elmiralla, kun Etorg päätti myydä tällaisia laitteita. Tulevia asiakkaita ei tietenkään voida jättää yksin tuntemattoman tekniikan kanssa, ja 3D-tulostimen hallitsemiseksi yritys osti yhden näistä laitteista omiin tarpeisiinsa. Tämän projektin johtajana Elmiralla oli aluksi vaikea aika: hän hallitsi työn tulostimella yksin. "Vaikka olen perehtynyt tekniikkaan, se ei ollut kovin helppoa ilman pätevää apua ja erityistietoja", Elmira muistelee. - Kiitos samanlaisen tulostimen omistajille - Pietarin "Invent" -yrityksen kollegoille, jotka auttoivat minua selviytymään tästä. " Nyt Elmira itse on valmis tulemaan ilmaiseksi asiakkaille, kertomaan ja näyttämään: hän on varma, ettei kukaan myyjä kerro tekniikasta enemmän kuin sitä käyttävä henkilö. Hyväksyttyään Elmira Gafurovan kutsu, tulin Etorgin toimistoon, jossa ZPrinter 650 seisoo, kuulemaan yksityiskohtaisen tarinan tekniikasta ja laitteista. Minun on myönnettävä, että matka osoittautui erittäin informatiiviseksi ja mielenkiintoiseksi.
Pian laitteen tarkastuksen ja Elmiran selitysten siitä, mitä ja miten se toimii, tajusin, miksi kukaan meistä ei ollut vieläkään ostanut vastaavaa kotiin tulostettavaksi huvin vuoksi pienten lelujen painamiseksi lapsillemme, joitakin hahmoja kokoelmat tai jopa korvaaminen kadonneelle avaimenperälle. ZPrinter 650 tekee kaiken tämän helposti, mutta se on melko suuri kone (1880 x 740 x 1450 cm), ja ero sen ja tyypillisen kodin laitteen välillä on suunnilleen sama kuin mustesuihkutulostimesi ja pienen valokuvalaboratorion välillä. Mutta toimistolle tämä tekniikka on varsin sopiva: se tulostaa melkein äänettömästi, ja asianmukaisilla varotoimilla likaa on hyvin vähän. Puhtauden mainitseminen ei ole sattumaa, koska Z Corporationin tekniikka perustuu kipsijauheesta peräisin olevan tuotteen kerroksittain kasvuun, joka teoriassa löytyi kaikkialta käytetyn tulostimen ympärillä. Voisin, mutta ei. Kasvatus tapahtuu suljetussa kammiossa, ja ylimääräinen jauhe poistetaan tulostimeen rakennetulla pölynimurilla.
Kuinka tulostus toimii?
Rakennuskammion mitat ovat 254x381x203 mm, mikä määrittää tuotteen enimmäiskoon. Kaikki, joka on useita kertoja pienempi, voit tulostaa useita kappaleita kerralla yhdessä istunnossa. Kaikki kameran kokoa suuremmat on jaettava osiin, jotka voidaan tulostaa erikseen. Lopussa yksittäiset osat kootaan yhdeksi kokonaisuudeksi. Tulostusprosessi alkaa kameran yläosasta. Nostolava, joka muodostaa kammion alaseinän, nousee ensin ylöspäin, sen pinta on peitetty ohuella tasaisella kipsikerroksella. Tulostuspää, joka on rakenteeltaan samanlainen kuin mustesuihkutulostimen pää, levittää erityisen tarttuvan nesteen pinnan niille alueille, joiden tulisi muodostaa tuotteen pohjakerros. Neste kiinteytyy melkein välittömästi liimaamalla jauhe yhteen oikeisiin paikkoihin. Sitten alempaa tasoa lasketaan hieman, levitetään uusi jauhekerros ja tulostus jatkuu. Jauhe, joka ei sisälly itse tuotteeseen ja täyttää vähitellen koko kammion tilan, tukee kasvanutta mallia, minkä vuoksi ne voidaan tulostaa kokonaisina erinä, jos kammiossa on riittävästi tilaa. Riittää, että niiden väliin jää mahdollisimman vähän aukkoja: tiukasti seinään jauheena koko painatusjakson ajan, tuotteet eivät liiku ja “kasva” häiritsemättä toisiaan. Tuotetta rakennettaessa sen tuleva pinta maalataan: ZPrinter 650 tukee 24-bittisiä värejä neljällä tulostuspäällä (CMYK). Väri tavanomaisessa tulostuksessa ei ole yllättävää kenellekään, ei edes kotikäyttäjälle, mutta 3D-tulostuksella ei ole niin ruusuista suhdetta väreihin. Jotkut kolmiulotteisen tulostuksen lähestymistavat, jotka on toteutettu muiden yritysten koneissa, antavat sinun tehdä malleja eri väreillä, mutta samalla jättää ne yhdeksi väriksi. Kilpailijat eivät esimerkiksi voi tulostaa valkoisen veneen hahmoa, jossa on sininen purje: Sininen ja valkoinen yksityiskohdat on tehtävä erikseen, mikä antaa mahdollisuuden yhdistää ne yhdeksi kokoonpanoksi. Laite Z Corporation osaa todella maalata tuotteen samanaikaisesti eri väreillä toiveidesi mukaan. ZPrinter 650: n resoluutio on 600x540 dpi. Se tulostaa nopeudella 28 mm tunnissa, ja yhden kerroksen paksuus on noin 0,1 mm. Tulostinohjain jakaa alkuperäisen tietokonemallin automaattisesti tämän paksuuden kerroksiin jo ennen prosessin alkua.
Prosessin lopussa koko kammio täytetään kipsipulverilla, jonka sisällä on yksi tai useampi esine. Tulostin itse voi suurimman osan käyttämättömästä jauheesta poistaa automaattisesti kammiosta uudelleenkäyttöä varten, minkä jälkeen tuotteita kuivataan puolitoista tuntia tietyssä lämpötilassa. Viimeinen vaihe on tuotteen kyllästäminen. Malli kastetaan erikoisliimaa (joskus on helpompaa levittää sitä harjalla). Tämän menettelyn tarkoituksena on tehdä tuotteesta kestävä. Ennen kyllästämistä, vaikka kovat kipsituotteet ovat erittäin hauraita, ja sen jälkeen jopa ohutta osaa on erittäin vaikea murtaa käsillä. Tarkoituksesta riippuen erilaiset kyllästyskoostumukset voivat kuitenkin antaa lopputuotteille erilaisia vahvuuksia.
Kipsitieteen hienovaraisuudet
Elmira Gafurova sanoi, että tulostimen käytettävyys riippuu monessa suhteessa alkuperäisestä mallista:”Jos tietokonemalli on aluksi valmis tulostamiseen, laitteen valmistelu kestää vain noin puoli tuntia. Jos mallia on muutettava, valmistelu voi viedä tunteja. Mutta tällä ei ole mitään tekemistä suoran tulostamisen kanssa: kaikki riippuu suunnittelijan pätevyydestä, joka teki alkuperäisen mallin tietokoneella, ja kuinka monta virhettä on korjattava. Useimmiten seinäpaksuutta vaaditaan lisäämään - erityisesti malleissa, joissa onteloita.
Yksi vaikeimmista tehtävistä Elmiralle ja hänen kollegoilleen oli luoda malli stadionista. Stadion koostui useista osista, jotka sitten koottiin yhteen. Tällaisen mallin ei pitäisi hajota omalla painollaan, vaan sen muotoilu tulisi harkita huolellisesti etukäteen. "Saimme katon haluttuun tilaan tarjoten jäykistävät kylkiluut, mutta unohdimme pohjan hiukan", Elmira muistelee. - Oli erittäin herkkiä osia, jotka epämuodostuivat ja tuhoutuivat jälkikäsittelyn aikana. Onneksi vain yksi yksityiskohta oli painettava uudelleen. " Tällaisia malleja, jotka ovat sinänsä suuria, mutta pieniä yksityiskohtia runsaasti, on erittäin vaikea käsitellä vahvistusliimalla. Tällaisissa tehtävissä ilmenevät useimmiten alkuperäisen tietokonemallinnuksen puutteet.
Etorgin kokemus osoittaa, että mitä suurempi kameran äänenvoimakkuus on mallissa, sitä kannattavampaa se on tulostaa. Kyse ei ole kipsijauheen hinnasta, vaan maalin hinnasta. "Mutta ZPrinter 650: n avulla", sanoo Elmira Gafurova, "voit tehdä useita malleja kerralla jakamalla ne useisiin" kerroksiin "koko kammion alueelle." Valitettavasti tätä optimaalisuutta ei ole aina mahdollista saavuttaa. On toivottavaa, että tulevaisuudessa tekniikka kysyy enemmän eikä prototyypin halukkaille ole loppua, mutta toistaiseksi 3D-tulostin on sellainen laite, joka ei sovi lainkaan niille, jotka tarvitsevat toisinaan tulostaa yhden tennispallon kokoisen mallin. Ehkä tässä tapauksessa yritys, joka työskentelee eri tekniikan parissa, löytää asiakkaansa … Kuten kaikilla laitteilla, myös ZPrinter 650: llä on oma suositeltava kuormansa, ja tämä on otettava huomioon suunniteltaessa ammattilaitteiden hankintaa, jotta ansaita rahaa siihen. "3D-tulostus on kallista", Elmira sanoo. - Tuhannen prosentin voitosta ei ole kyse. On malleja, joilla ei ole ollenkaan voittoa: emme yksinkertaisesti nosta hintoja tietyn tason yläpuolelle."
On kuitenkin huomattava, että vaihtoehtoiset tekniikat tämän tai toisen tuotteen prototyypin kappaletuotantoon ovat myös kalliita, mutta samalla vievät paljon enemmän aikaa. Siksi Etorg-yritys saa nyt paljon kolmansien osapuolten tilauksia tällaisten tuotteiden valmistamiseksi - 3D-tulostus on helpompaa ja nopeampaa. Vaikka valmistajia on muitakin, Etorg tarjoaa vain Z Corporationin tulostimia. Keskustelukumppanini ja hänen yrityksensä tekivät valintansa varsin tarkoituksella, koska käytettävissä oleva vaihtoehto on yksivärinen tulostus, joka on lisäksi viisi kertaa hitaampaa ja melkein suuruusluokkaa kalliimpaa. Joten tietystä näkökulmasta 3D-tulostuksen korkeat kustannukset ZPrinter 650: n kanssa osoittautuvat suhteellisen vaatimattomiksi.
Niin kauan kuin 3D-tulostuksen absoluuttiset kustannukset ovat merkittäviä, oma projekti on hyvä apu 3D-tulostimen sijoitetun pääoman tuottoprosentille. "Pyrimme parhaillaan täyttämään online-luettelon 3D-malleilla, jotka voidaan valita ja tulostaa", Elmira sanoo. - 10 cm: n supermieshahmo, kun tilaat meiltä, maksaa sinulle noin 1600 ruplaa. Tämä on paljon. Samanaikaisesti, jos jonkun on toteutettava idea, joka edellyttää kolmiulotteisen tietokonemallin muuttamista täysin konkreettiseksi, tämä on kohtuuhintainen määrä. " Elmira Gafurova uskoo, että 3D-tulostuksella on hyvät mahdollisuudet Venäjällä. Ehkä puomi ei tule nykyisten laitteiden ja tarvikkeiden hintojen kanssa, koska ne riippuvat myös tekniikan levinneisyydestä. Suosio riippuu tekniikan tarjoamista mahdollisuuksista. Ne ovat ilmeisesti suuria ja kaukana uupuneista, aivan kuten mahdollisuudet itse 3D-tulostuksen parantamiseen eivät vielä ole käytössä.