numer 1(15) 2011
HD już dostępny
(więcej informacji
w archiwum)

Wydania archiwalne 2009/2010...

numer 4(14) 2010
HD już dostępny
w archiwum

numer 3(13) 2010
HD już dostępny
w archiwum

numer 2(12) 2010
dostępny
w archiwum

numer 1(11) 2010 nareszcie dostępny
w archiwum

numer 9(10) 2009
już dostępny
w archiwum

numer 8(9) 2009
już dostępny
w archiwum

(...)

Artykuły

Poniedziałek, 30.01.2012 r.

Drukarki 3D. Duży może więcej?

To, że projektanci maszyn, urządzeń, czy też obiektów budowlanych, korzystając z drukarek 3D mają możliwość uzyskania czegoś więcej, niż jedynie komputerowych wizualizacji ich projektów – wiadomo nie od dziś. A jednak okazuje się, że nawet ci ostatni nie muszą już ograniczać się jedynie do wykonywania zmniejszonych modeli projektowanych budynków; korzystając z nietypowego urządzenia do szybkiego prototypowania, mogą od razu realizować swoje pomysły – nie tylko naturalnej wielkości, ale także z docelowego materiału...

Po jednej stronie możemy ustawić na biurku, czy wręcz na niedużym stołeczku – drukarkę 3D produkowaną przez 3D Systems, pod wdzięczną nazwą „Cube” – i faktycznie zarówno kształtem, jak i swoimi gabarytami, przypomina kostkę. Po przeciwnej natomiast możemy umieścić zbudowaną – na razie chyba w jednym egzemplarzu – „drukarę” do szybkiego... no właśnie, tutaj trzeba zastanowić się, czy możemy jeszcze mówić o prototypowaniu. I jeśli przyjmiemy dosłownie, że „Cube” umieszczamy na stołku, to „D-Shape” (bo o niej tutaj mowa) będziemy musieli umieścić – w dużym, bardzo dużym pomieszczeniu. Najlepiej – w osobnym budynku.

Kolosalnych rozmiarów urządzenie, jako materiał do budowy wykorzystuje... piasek, do którego spajania służy syntetyczna ciecz, rodzaj „atramentu”. Zasada działania urządzenia przypomina tą znaną z rozwiązań ZCorp. Warstwa materiału (proszku, lub w tym wypadku – piasku) zostaje nałożona, następnie wyrównana, nad nią przesuwa się głowica natryskująca spoiwo, po czym nakładana zostaje kolejna warstwa materiału i cykl powtarza się, aż do uzyskania gotowego „wydruku”. Na koniec pozostaje jeszcze oczywiście usunięcie zbędnego materiału, który nie został zespolony.

Cube (powyżej) vs. D-Shape (poniżej). Tutaj nie da się porównać dosłownie niczego. Jedyna cecha wspólna, to możliwość „budowania” obiektów przestrzennych na podstawie danych pochodzących z systemu CAD. I ewentualnie – nowatorstwo obu projektów; w przypadku Cube możemy mówić o rewolucji pod względem udostępnienia drukarek 3D wszystkim zainteresowanym (a także możliwości druku 3D „on-line”, bez potrzeby posiadania własnego urządzenia), w przypadku D-Shape o rewolucyjnym podejściu do systemów CAD i szybkiego prototypowania w architekturze i budownictwie...

Jeszcze drukarka 3D, czy może już maszyna budowlana? Ilustracja po lewej to zamodelowana w systemie CAD maszyna D-Shape.
Po prawej – D-shape gotowa do wykonania pierwszej warstwy. O rozmiarach urządzenia niech świadczy biurko z laptopami, widoczne po lewej stronie w dolnym rogu...

Przyznam się, że swego czasu eksperymentowałem ze starą atramentową drukarką HP (jeszcze czarno-białą), z której głowicy wydostawała się woda i kreśliła rysunek na warstwie gipsu. O dokładności nie warto wspominać, ale realizacja idei druku 3D w praktyce ujawniła, iż ta akurat metoda nie jest przesadnie skomplikowana. Chyba, że w grę wchodzi wysoka precyzja, możliwość druku w kolorze, albo... wielkie rozmiary. Jak w opisywanym przypadku...

Warto zaznaczyć, że dokładność D-Shape wynosi 25 dpi (przy tej skali „modeli” i wydruków nie jest to zła wartość), a samo urządzenie nie wykorzystuje cementu – jest więc bardziej ekologiczne niż niejeden zadeklarowany i do bólu poprawny ideologicznie „ekologista”.

– D-Shape to tak naprawdę nowa technologia budowlana, która może zrewolucjonizować nie tylko sposób, w jaki projektowane są obecnie budynki, czy obiekty tzw. małej architektury, ale także – metody ich budowy, ich wytwarzania – mówi twórca D-Shape, Enrico Dini (którego ojciec miał udział m.in. w powstaniu słynnej Vespy, jak również projektów włoskich helikopterów). – Co więcej, nasza technologia, nasze urządzenie pozwala na uzyskanie kształtów, elementów i detali budowli, które do tej pory w wielu przypadkach można było uzyskać jedynie poprzez „ręczną” interwencję osób bezpośrednio zatrudnionych przy budowie – dodaje.

Założeniem autora projektu było także zapewnienie minimum kosztów związanych zarówno z eksploatacją samej maszyny (koszty energii itp.), jak i materiałami przez nią wykorzystywanymi. Tak się składa, że nie tylko piasek jest tani, ale i spoiwo, które sprawia, iż ziarenka piasku tworzą strukturę przypominającą skałę – piaskowiec, tylko nieporównywalnie twardszy i odporniejszy na uszkodzenia mechaniczne (zapewne spoiwo w jakiś sposób reaguje z cząsteczkami kwarcu – przyp. redakcji).

D-Shape – jak wygląda i jak sprawdza się w praktyce
Gdy popatrzymy na urządzenie z zewnątrz (to chyba jedyna drukarka 3D na świecie, którą równie dobrze można oglądać i od „wewnątrz”, w dodatku – zadzierając głowę), zobaczymy przede wszystkim kratownicową, aluminiową konstrukcję, wewnątrz której powstaje... gotowy budynek. Ta aluminiowa struktura podtrzymuje i kieruje głowicą, która tak naprawdę stanowi sedno technologii D-Shape. Ktoś powie – prawie jak RepRap (RapMan etc.) – i w pewnym sensie będzie to dobre skojarzenie. Ale tylko odnośnie samej konstrukcji „nośnej” urządzenia, sposób drukowania bowiem w przypadku RepRapa (a także wspomnianej na początku Cube itp.) i D-Shape jest zupełnie inny.

Mimo swoich rozmiarów, konstrukcja D-Shape jest stosunkowo lekka i może być łatwo przewożona, a następnie montowana/rozmontowywana w ciągu zaledwie kilku godzin przez dwóch pracowników. Jest także skalowalna, co oznacza, iż – przynajmniej teoretycznie – nie istnieją granice gabarytów, jakie może osiągnąć wydrukowany, czy może raczej wybudowany obiekt.

Symulacja wydruku (nietypowej, bo pochodzenia organicznego) struktury Radioli,
a także analiza wytrzymałościowa jej modelu. To już w zasadzie ostatni krok przed „wrzuceniem” projektu do maszyny...

Po wprowadzeniu danych z systemu CAD, maszyna rozpoczyna proces „druku”, który może trwać bez przerwy aż do zakończenia. Zaczyna od najniższej warstwy (może to być nawet fundament), a każda kolejna ma grubość 5-10 mm. W ten sposób, w jednym przebiegu, powstają ściany fundamentowe, płyta podłogowa, ściany zewnętrzne, nośne, działowe, schody, przewody kominowe, otwory technologiczne etc. Proces utwardzania materiału trwa około 24 godziny. Potem można usunąć niescalony piasek, służący w trakcie trwania procesu druku jako podpora i wykorzystać go ponownie przy następnym obiekcie.

Po lewej widoczne dysze nakładające nową warstwę piasku i dbające o jej wyrównanie.
Po prawej – wydrukowana Radiola i sam Enrico Dini, usuwający zbędny materiał podporowy
(czyli ten sam piasek, ale nie poddany działaniu spoiwa-utwardzacza)...

Szkoda jedynie, że na chwilę obecną na stronie D-Shape (link tutaj) podziwiać można tylko tak futurystyczną strukturę, jaką jest Radiola, widoczna także na zdjęciach, a nie najmniejszy choćby budynek mieszkalny. A pytanie, które ciśnie się na usta, brzmi: kto pierwszy zamieszka w domu wydrukowanym na drukarce 3D?

Pozdrawiam
Maciej Stanisławski aka Mateusz Bubicz ;)

| komentuj na forum | komentarze 0 |

Materiały dodatkowe

• anglojęzyczny folder o technologii D-Shape można pobrać tutaj

• strona D-Shape

• Powyżej: brr... włoskie „wydanie” Moniki Olejnik przedstawia „drukarkę” D-Shape i jej twórcę... Zamki z piasku?

• strona CUBE („cubify”)

• o RepRap pisaliśmy tutaj...

Środa, 5.09.2011 r.

Tanie drukowanie nareszcie stało się faktem

Firma Solveere od początku swojego istnienia nastawiona jest na promowanie, jak i rozwijanie nowoczesnych technologii w procesie projektowania i konstrukcji produktów. Nikogo nie powinno więc dziwić, iż to właśnie w tej firmie narodził się pomysł na dosyć interesującą formułę konkursu, sprzyjającą popularyzowaniu technik szybkiego prototypowania

– Drukarki przestrzenne zawsze mocno wpisywały się w zainteresowania naszej firmy. Obserwowaliśmy ewolucję urządzeń, na własnej skórze testując nowe technologie – opowiada Wojciech Gaweł, odpowiedzialny w firmie właśnie za rozwiązania do druku 3D. – Stare generacje drukarek wypierane były przez nowe o lepszych parametrach, większej dokładności i szybkości wydruku. Nie zmieniła się jedynie idea i cel jaki przyświeca ich twórcom: stworzenie czegoś z niczego, nadanie fizycznej formy cyfrowemu zapisowi, dotknięcie projektu zanim przejdzie w fazę produkcyjną.
– Drukowanie przestrzenne stało się dość szybko naszą pasją, a wiadomo że nic tak nie wpływa na rozwój firmy niż pracownicy, którzy robią to, co przynosi im największą frajdę. Przez lata nasza firma związana była z różnymi producentami urządzeń RP. Postęp w technologiach drukowania przestrzennego niejako wymuszał na nas szukanie najbardziej optymalnego rozwiązania. W poszukiwaniu nowych technologii dotarliśmy do firmy TierTime, która zainteresowana była wejściem na rynek europejski. Urządzenia oferowane przez nią były konkurencyjne pod względem jakości jak i wytrzymałości drukowanych modeli, a pod względem kosztów biły na głowę wszystko co do tej pory było na rynku. Tanie drukowanie nareszcie stało się faktem – śmieje się Pan Wojciech.
– Chociaż drukowanie przestrzenne odgrywa ważną rolę w naszej ofercie, nie jest to jedyny obszar naszych zainteresowań. Zajmujemy się także konstrukcją, designem i symulacją wtrysku – dodaje. – Wyspecjalizowaliśmy się także w wykonywaniu krótkich i średnich serii produkcyjnych. Dysponujemy urządzeniem Decumed działającym w technologii RIM, dzięki czemu możemy stworzyć nawet serię do 200 sztuk bez konieczności tworzenia formy metalowej.

Dlaczego TierTime?
Nagrodą główną w konkursie „Go, Gadżet, go!” jest wypożyczenie drukarki przestrzennej firmy TierTime. Może warto zatem poznać trochę bliżej historię tej firmy – niespotykanej wcześniej na europejskim rynku maszyn do szybkiego prototypowania.
Firma TierTime od lat 90’ ubiegłego wieku zajmuje się produkcją drukarek 3D. Pierwsza drukarka została sprzedana już w 1996 r. Od tego czasu firma ciągle się rozwijała osiągając pozycję lidera na rynku... chińskim!
– Byliśmy z wizytą w fabryce i widzieliśmy urządzenia, które zostały wymienione przez starych klientów na nowsze modele. Nierzadko były to maszyny, które opuściły fabrykę przed rokiem 2000. I ciągle działały – uspokaja moje obawy (zresztą nieuzasadnione, jak w przypadku chińskich skuterów, oczywiście nie tych z supermarketów – przyp. red.) Wojciech Gaweł.
Maszyny okazują się niezawodne, gdyż rozwiązania w nich zastosowane zostały maksymalnie uproszczone. Nie mamy tu jednak do czynienia z prymitywizmem rozwiązań konstrukcyjnych; można powiedzieć, że Chińczycy doskonale odrobili lekcję. Mechanizmy drukarki w wielu przypadkach są zdublowane, co minimalizuje ryzyko awarii unieruchamiającej urządzenie.
– Zanim drukarka trafi do klienta, poddawana jest dwutygodniowej próbie ciągłego drukowania. Wydruki są następnie sprawdzane pod względem dokładności wykonania. Jeśli wszystko jest w normie, serwis wymienia części eksploatacyjne i maszyna jest gotowa do sprzedaży – tłumaczy przedstawiciel Solveere.
Warto także podkreślić, iż producent nie zdecydował się na budowę maszyn na podzespołach z rodzimego rynku. Wszystkie mechanizmy pochodzą z Japonii, USA i Niemiec(!).

MEM. Jak to działa?
Wszystkie urządzenia firmy TierTime działają w oparciu o technologię MEM. A w zasadzie wszystkie technologie drukowania przestrzennego polegają na tworzeniu modelu poprzez dodawanie materiału. Podobnie jest z technologią MEM.
Została ona opracowana i rozwinięta na Uniwersytecie Tsinghua w Pekinie. W latach 90’ była stale udoskonalana, by w roku 1996 zadebiutować w pierwszej drukarce 3D  komercyjnie sprzedawanej w Chinach.

MEM polega na nakładaniu materiału linia po linii, warstwa po warstwie. Do budowania używane są różnego rodzaju termoplasty, które w odpowiednio wysokiej temperaturze tłoczone przez dysze nakładają cienkie nitki materiału i spajają się z poprzednią warstwą, tworząc konstrukcję modelu. Do kierowania dyszami używane jest sterowane komputerowo ramię, które na podstawie programu CAM otrzymuje informacje o wytwarzanym obiekcie.
Istnieje wiele materiałów możliwych do użycia w drukowaniu technologią MEM. Materiały te mogą różnić się temperaturą topnienia, gęstością, twardością, własnościami mechanicznymi itp. Mogą to być zarówno termoplasty z rodziny ABS, PC, PCL, PES, jak i inne materiały. Możliwe jest również użycie wosku do drukowania. Do budowy konstrukcji wspierającej drukowanego obiektu mogą posłużyć materiały rozpuszczalne, które po skończonym drukowaniu wystarczy wypłukać i zostanie nam model właściwy.

(źródło: TierTime.pl)

Najnowsza generacja drukarek nosi wspólną nazwę „Inspire”. Do rodziny Inspire należą niewielkie urządzenia biurowe ( Inspire S200, Inspire S250), większe urządzenia klasy średniej, które pozostając urządzeniami biurowymi o rozsądnych wymiarach oferują duży stół roboczy, bezkonkurencyjny w tej klasie maszyn ( Inspire D290) oraz profesjonalne, przemysłowe systemy drukujące ( Inspire A450). Oferta jest stworzona w ten sposób, aby każdy mógł znaleźć odpowiednią maszynę dla swoich potrzeb.

Blog monitorowany przez: