Druk 3D w domu – Część 1: Co to jest, do czego służy?

O tym, że druk 3D również spektakularnie zaczyna podążać ścieżką podobną do ówczesnego GPS: powoli schodzi z sensacyjnych stron magazynów technicznych i wkracza do naszej codzienności, można przeczytać w naszym nowo rozpoczętym cyklu artykułów o tym, że druk 3D również spektakularnie zaczyna podążać ścieżką podobną do ówczesnego GPS: stosunkowo przystępny poziom cen. Dlatego w dalszej części postaram się przedstawić przegląd konkretnego, kompletnego procesu technologicznego, bez zakładania jakiejkolwiek wcześniejszej wiedzy, na końcu którego można zbliżyć się do wyrobienia ugruntowanej opinii, czy jest to racjonalna decyzja abyś kupił i obsługiwał drukarkę 3D w swoim domu?

Temat pogrupowałem wokół następujących pytań:

  1. Co to jest, do czego to służy?
  2. Pierwszy krok: model 3D
  3. Przetłumaczone na język maszynowy: krojenie i drukowanie
  4. Pytania końcowe: bezpieczeństwo, ochrona środowiska, trwałość, prace następcze, konsekwencje kosztowe…

Dlatego poniżej postaram się pomóc Ci zorientować się, jakie możliwości możesz uzyskać dzięki nowo zaparkowanej obok komputera drukarce 3D – co otrzymasz za swoje pieniądze i do czego możesz je wykorzystać?
Wcześniej jednak zapoznajmy się z samą procedurą!

Co to jest?

Technologie „dostępne dla ogółu społeczeństwa” można chyba podzielić na trzy główne grupy, chociaż jedną z nich nie jest w rzeczywistości drukowanie, a jedynie technologia towarzysząca – są to technologie Długopisy 3Do jednym z nich przeczytacie Państwo w naszym magazynie.
Ich działanie jest bardzo podobne do pistoletów do klejenia (przez hartowaną dyszę wyciskamy zbrylony materiał, który następnie twardnieje), a poprzez przestrzenne zaznaczenie miejsca zastygnięcia możemy nadać naszemu plastikowemu modelowi wyraźny kształt.

W naszym przypadku pióro 3D może przydać się, jeśli będziemy musieli skleić powierzchnie, naprawić je lub po prostu wyrzeźbić, ale – jeśli nie będziemy mieli absolutnie niesamowitej sprawności manualnej – natrafimy na dość poważne problemy z wolnymi rękami, np. ” gwint śrubowy dokładnie w przestrzeni za pomocą praktycznie przetrenowanej tubki pasty do zębów. Rozwiązaniem jest zastosowanie układu podobnego do niezwykle wszechstronnych maszyn sterowanych CNC, które od dawna stosowane są w branży, jeśli ta „tubka pasty do zębów” jest zamontowana na konstrukcji, która może poruszać się we wszystkich kierunkach przestrzennych (zwykle nie obróć!) eliminujemy to z problemu. W ten sposób tam dotarliśmy dla technologii FDM (Fused Deposition Modeling).. W praktyce jest to zatem długopis 3D, którego poruszanie się w przestrzeni zostało „zrobotyzowane”.

Można to uznać za najczęstszą opcję domu. Ponieważ głowica drukująca nie może się obracać – w przeciwieństwie do naszych rąk – najpierw tworzy dolną warstwę naszego modelu na stole maszyny, następnie przesuwa się o jedną warstwę prostopadle do niej i dokłada kolejną warstwę do już istniejącej części i powtarza to aż do górna powierzchnia modelu. O tym i wynikających z tego ograniczeniach metody powiem więcej w części trzeciej.

Druga, radykalnie odmienna technologia, to nie tzw. polimery termoplastyczne, ale żywice „termoutwardzalne”. Molekularna różnica polega na tym, że pomiędzy poszczególnymi łańcuchami polimeru (długimi cząsteczkami tworzywa sztucznego złożonymi z tysięcy powtarzających się jednostek budulcowych) tworzą się wiązania poprzeczne i powstaje usieciowana struktura, która jest praktycznie nieodwracalna. Ten stereolitografia (SLA) technologia i jej dzikie popędy (np. DLP). Ich popularnymi przedstawicielami są na przykład Elegoo Mars czy Anycubic Photon.

W tym przypadku materiałem wyjściowym była nasza żywica w stanie ciekłym, która twardnieje pod wpływem światła ultrafioletowego – to trochę tak, jakby drukarka laserowa mówiła nie „gdzie wypalić tusz na papierze”, ale „gdzie utwardzić” płyn” . Zanurzając stół w tej kąpieli żywicznej, a następnie oświetlając go, możemy zobrazować pierwszą warstwę, następnie przesuwając stół do góry, można zobrazować drugą warstwę ze wzorem oświetlenia odpowiadającym nowej warstwie i tak dalej. Pozostałą żywicę można następnie usunąć z gotowego przedmiotu za pomocą alkoholu i utwardzić – może do tego wystarczyć nawet światło słoneczne, ale dostępny jest do tego specjalny sprzęt.

Generalnie SLA umożliwia produkcję modeli o bardziej szczegółowych i jednolitych właściwościach mechanicznych, więc np. model Wieży Eiffla, koło zębate czy postać z World of Warcraft chyba lepiej wysłać do takiej drukarki niż do maszyny FDM , ale (jak i „w ogóle”), za te same pieniądze dostaje się mniejszą przestrzeń roboczą, a proces jest coraz brudniejszy: obsługa, czyszczenie i przechowywanie żywicy, a także sam proces technologiczny są znacznie zajmują mniej miejsca i są przyjazne dla użytkownika niż FDM. Dlatego dla początkujących/ogólnych celów hobbystycznych zazwyczaj bardziej opłaca się wybrać maszynę FDM i z tego powodu dowiemy się więcej o FDM w przyszłości.

Do czego to jest dobre?

Z grubsza widać, że warto pomyśleć o kwocie 100 (+/- 30) tysięcy HUF za „domową drukarkę 3D”, zaczynając od podłogi. Delikatnie mówiąc, nie jest zatem obojętne, czy po tym, jak czar nowości przeminie, maszyna stanie się ciekawą i cholernie kosztowną ozdobą pokoju, czy też w dłuższej perspektywie użytecznym i zabawnym dodatkiem. Choć jest to specyficzna funkcja indywidualnego podejścia, pojawiających się zadań i ograniczeń technologicznych, jako inspirację przytoczyłem kilka własnych przykładów.

Fizyczna implementacja modeli 3D spotykanych w grach niekoniecznie jest pomysłem nieudanym, jednak wskazane jest traktowanie go z ostrożnością. Problemy może powodować nie tylko eksport modeli, ale także ich drukowalność nie zawsze jest oczywista. Mimo to możemy znaleźć sporo przykładów drukowanej broni, pojazdów, logo, a nawet postaci, od lalek do odgrywania ról po akcesoria cosplay. Na powyższym obrazku, po lewej stronie, znajduje się model pojazdu z Homeworld: Deserts of Kharak, krążownik Gaalsien Honorguard, w stanie bardzo półwykończonym (przed dalszym uszczelnianiem, piaskowaniem, malowaniem itp.) i „niskiej rozdzielczości” stan, po prawej stronie wydrukowano go z pikselowego kurczaka ze Stardew Valley, breloczka wykonanego przez malowanie i odlewanie z żywicy (…podobieństwo). Przy produkcji modeli wieloczęściowych, a zwłaszcza posiadaniu umiejętności modelowania, w rzeczywistości przeszkody finansowe w posiadaniu kolekcji mieczy laserowych lub modelu karabinu szturmowego z serii Halo w skali 1:1 mogą się pojawić.

Podam trochę bardziej praktyczny przykład: w powyższym przypadku bardzo mi się nudziło, że muszę dwoma palcami wyciągać moskitierę z centymetrowego pniaka, więc naszkicowałem wokół niej uchwyt. Choć zarówno surowce, z jakich korzystają drukarnie, jak i sam proces sugerują, że przy korzystaniu z niej w celach „technicznych” należy wykazać się umiarem, może ona okazać się zaskakująco elastycznym i użytecznym narzędziem przy rozwiązywaniu drobnych napraw i wymian.

W ramach projektu nagrywałem telefonem filmy timelapse, ale chciałem czegoś bardziej elastycznego i eleganckiego niż prowizoryczna, wycinana i klejona tektura, której używałem do tej pory – tak powstał ten weekendowy projekt. Widać, że mając na uwadze możliwości technologii FDM od początku projektowania, jesteśmy w stanie złożyć w domu całe, zapierające dech w piersiach mechanizmy. Powłoka grafitowa pokazana na zdjęciu pełni funkcję smaru – smarowanie tworzyw sztucznych nie zawsze jest dobrym pomysłem ze względu na korozję naprężeniową.

Przy odrobinie pracy i ręcznego czyszczenia wycinki obrazów CT można zrekonstruować w trójwymiarową geometrię – całkiem podobną do zasady działania plików STL (patrz część trzecia). Ponieważ nie jest to produkt do końca „spożywczy”, nie jesteśmy jeszcze gotowi na produkcję sztucznych protez w domu, ale najwyraźniej nie ma w zasadzie przeszkód dla nikogo, kto chciałby wziąć swoje wnętrzności w swoje ręce.

Na koniec jeszcze kilka innych drobnostek. Na zdjęciu widać zaślepkę portu Commodore 64, nakrętkę motylkową, uchwyt na dowód osobisty lub część zapasową samochodowego haka na kapelusz – nie mam pojęcia, jak udało Ci się zgubić jedno z nich, ale skoro drugie zostało , nie było problemu z wykonaniem kopii.

Po tym słabo zawoalowanym dokuczaniu – lub, bardziej cynicznie, karmieniu – możesz wykrzyknąć: „Więc to coś może zrobić wszystko!” Wolny po Michaelu Reevesie: tak, zrobi wszystko… po prostu źle. Żarty na bok: mam nadzieję, że udało mi się stworzyć wrażenie, że nawet wysokiej jakości druk 3D dostępny w domu niesie ze sobą spore możliwości – jednak to wszystko nierozerwalnie wiąże się z pewnymi ograniczeniami technologii i surowców (właściwości zależne od kierunku, dokładność wymiarowa, wytrzymałość , problem wsparcia itp.), których nie należy pomijać od pierwszego kroku w celu uzyskania optymalnych rezultatów.

Jednak pewnym pierwszym krokiem jest dotarcie do cyfrowego modelu 3D, który można wydrukować. Jest ono zupełnie pozbawione potrzeby kompletności, ale o tym będzie dalsza część.

Rekomendacja artykułu

Druk 3D w domu – część 2: Model cyfrowy

Jak możemy uzyskać lub wykonać model do druku 3D?

Druk 3D w domu – część 2: Model cyfrowy

Druk 3D w domu 3. – Przetłumaczone na język maszynowy

Dowiedz się, czego możemy się spodziewać po otwartej becie The Division

Oto, czego możemy się spodziewać po „treści na żywo” „Hitmana”

Test hotelu Isle Tide – jedyne, czego tu brakowało, to pluskwy

Zremasterowany „Indigo Prophecy” może nie być tym, czego oczekiwaliśmy

Obejrzyj pierwszą część „oryginalnej animacji” „Toukiden 2”

Zbliża się lato, w co grać? (CZĘŚĆ 2)

Obejrzyj część filmu wprowadzającego do „World of Final Fantasy”

AOC AGK700 Red i AMM700 – Czego zabrakło w teście AGM600…

Czego oczekujemy od PlayStation Meeting

Aktorzy głosowi grają „Utawarerumono: The Two Hakuoros”, część druga

Druga część Antologii The Dark Pictures na nowej platformie

Test Ship Graveyard Simulator 2 – część pierwsza z recyklingu

Czego można się spodziewać po akcesoriach dla graczy HyperX?

Last Train Home – ostatni pociąg do domu odjeżdża w listopadzie

Test Domu Remontowego – Majsterkowanie na poziomie mistrzowskim

Pojawiły się pierwsze recenzje „Ostatniego pociągu do domu”.

Centrum multimedialne Toshiba STOR.E TV+ dla domu

ASUS Home Server TS mini – mały serwer dla domu

Meet Umar Coleman, a professional with a wealth of experience in the realm of Linux administration and Unix systems. With a career spanning over two decades, Umar has honed his expertise as a Linux (Red Hat) admin since 2006, building on his earlier experiences with Unix systems from the 80s. Beyond his technical pursuits, he has ventured into radar research engineering and is also a dedicated teacher of Natural Family Planning. As a system administrator, Umar has been instrumental in ensuring the smooth operation of systems since 2005. With a passion for the web, he embraces hardcore web practices and excels as a social media specialist. A devoted music scholar, Umar constantly explores the diverse realms of music. As an entrepreneur, he pursues his ambitions while also indulging in his love for food as a wannabe food fan. In his leisure time, Umar enjoys gaming, immersing himself in captivating virtual worlds.