Flow 3D nyomtatott generatív lámpa

A 3D nyomtatás és a perszonalizált, egyedi gyártás számos gyakorlati haszna közül az egyik, hogy otthonunkban, saját magunk készíthetjük el teljesen egyedi, általunk tervezett lakberendezési illetve használati tárgyainkat környezetbarát, biológiailag lebomló műanyagból körülbelül 10 Ft/g-os önköltségen.

© parametric | art

© parametric | art

A már netto százhetvenezer forint alatti áron is kapható asztali 3D nyomtató KIT-ek is képesek 20 x 20 x 20 cm-es tárgyak 3D nyomtatására, ez a méret pedig a legtöbb otthon használatos műanyag tárgyat magába foglalja. Speciális esetekben, ha ennél is nagyobb tárgyat szeretnénk nyomtatni, fel kell darabolnunk a modellt, a darabokat egyenként kinyomtatni, majd a 3D nyomtatott alkatrészeket összeragasztani. Ha azonban gyakran merül fel nagyobb léptékű feladat, érdemesebb egy nagyformátumú 3D nyomtató vásárlásán elgondolkoznunk. Ugyan az 50 cm-es, vagy annál is nagyobb tárgyak 3D nyomtatására képes készülékek egyelőre elég drágák, az alapanyag – a 3D nyomtató filament – ugyanolyan olcsó hozzájuk, mint a többi, open-source asztali 3D nyomtatóhoz.

 

© parametric | art

© parametric | art

Ez azt is jelenti, hogy szemben a professzionális, fotopolimeres vagy lézer-szinterezéses eljárosokkal itt 10 Ft-nál is olcsóbb önköltséggel dolgozhatunk grammonként, amely hatalmas megtakarítást jelent ilyen nagy léptékű modellek 3D nyomtatása esetén.

Sajnos egy fél évvel ezelőtt még nem volt elérhető ennyi pénzért olyan szintű masina, mint például a Leapfrog Creatr XL vagy a Makerbot Replicator Z18, amely a “kistestvér” amúgy is kategóriagyőztes tulajdonságait (akár 50 mikron felbontás, 23 x 27 cm alapterület, 2 extruder, fém váz és alkatrészek) továbbörökölve, 23 x 27 x 60 (!!!) cm-es tárgyak nyomtatására is képes. Egy ilyen óriási 3D nyomtató segítségével, valamint vízoldható PVA 3D nyomtató támaszanyag használatával sokkal egyszerűbb lett volna a ‘flow’ generatív 3D nyomtatott lámpabúra elkészítése, az ugyanis a régi egy extruderes Makerbot Replicator2 gépen készült, cipősdoboznyi méretű darabokra (2) bontva. Az egyes darabok 3D nyomtatása körülbelül 15 órát tartott, az összesen 30 órás folyamat után azonban több órányi utómunka következett: a támaszanyagot – lévén egy fejes gépről van szó – ugyanabból a fehér PLA-ból készítette el a 3D nyomtató, mint magát a modellt. Igaz, egy lazább szerkezettel, így manuálisan el lehet távolítani (csak egy éles szike, reszelő, csipesz, fogó és némi türelem szükséges hozzá).

 

© parametric | art

© parametric | art

A 3D nyomtatáshoz szükséges .stl fájlt én modelleztém még tavaly év végén, eredetileg csak egy folyadékszimulációs algoritmus (Real Flow) próbálgatásaként indult az egész. Részecskék modellezésével, generatív módon számítódott a felület, mintha sűrű folyadékot egy körlapra öntenének. A leömlő, megfagyasztott olvadék héjat alkot, amely egy a belsejére tervezett tartókonzol segítségével bármilyen IKEA asztalilámpára könnyedén illeszthető. Fényforrásnak azonban minden esetben LED világítót használjunk, a PLA körülbelül 80-90 Celsius hőmérsékleten elveszti állékonyságát és deformálódhat.

 

© parametric | art

© parametric | art

A 3D nyomtatással készült modellek előnye, hogy akár minden darab lehet egy kicsit eltérő a többitől, így a ‘flow’ esetében is több változat készült, kísérleteztem a 3D nyomtató hardverével, különböző 3D nyomtatási alapanyagokkal, a 3D geometria különböző generatív díszítésével illetve színekkel is. Az elkészült 3D nyomtatott prototípusokat néhány esetben megcsiszoltam és festettem, a megfolyások miatt azonban a festés nem bizonyult jó megoldásnak lámpabúraként való alkalmazás esetén. A darabokat THF-alapú ragasztóval (a PLA oldószere) illesztettem össze, így a ragasztott kapcsolatok csiszolást követően észrevétlenek lettek, az illesztés erősebben tartott, mint a 3D nyomtatott rétegek.

 

© parametric | art

© parametric | art

Első próbálkozásnak – inkább csak formakísérletnek – fekete PLA anyagból készült el a szoborszerű tárgy 15 x 30 cm-es méretben 200 mikronos felbontással. Mivel a Rep2 munkaterülete csupán 15 x 25 cm, 2 db 15 x 15 cm-es darabra osztva, egyenként 13,5 és 16 óra alatt végzett vele a készülék. Az alsó részen, a tartókonzol miatt nagyon kevés support szerkezet is szükséges volt, azonban ebben az esetben még könnyedén le lehetett törni a modellről. Habár a forma nagyon tetszett, lámpabúraként a fekete változat nem igazán funkcionált, váza esetleg lehetne majd belőle. Egy video azért készült róla:

A lámpa volt a végcél, így mindenképpen valamilyen transzlucens, fényáteresztő anyagból kellett nyomtatni a tárgyat, a legtöbb 3d nyomtatáshoz használatos alapanyag azonban éppenhogy opaque tulajdonsággal rendelkezik. A fehér színű PLA szálak azonban vékony falvastagsággal készítve áteresztik a fényt, ha a belső kitöltést csak 10%-ra állítottam, egészen jól működött még egy 3W-os fényforrással is. Ebben az esetben a 3D nyomtatott tárgyak felületkezelése is a kísérlet tárgya volt, így az összeragasztás után a modellt teljesen simára csiszoltam, majd fehér akril alapozóval lefújtam. Jóllehet a felület tökéletesen sima lett, az esztétika megint a funkcionalitás rovására ment, ugyanis a megfolyt festék miatt a rajzolatot megvilágítva már senki nem látná szívesen az otthonában.

 

© parametric | art

© parametric | art

Kár, hogy a festés miatt újat kellett csinálni, a 10%-os méhsejt kitöltés ugyanis nagyon szép textúrát adott a 3D nyomtatott lámpabúrának. A soron követező próbadarab is azonos 3D nyomtatási paraméterekkel készült: 200 mikron felbontás, a szükséges támaszokkal, gyakorlatilag üreges szerkezettel, itt azonban megpróbáltam két színnel, csíkosra venni a figurát. Két extruderes 3D nyomtatókkal játszi könnyedséggel gyárthatunk hasonló csíkos műanyagtárgyakat, egy fejes gép esetében azonban már nem ilyen egyszerű a művelet. 1 cm-enként szerettem volna más anyaggal dolgozni, így 15 db tömör fekete és 15 db fényáteresztő bíbor színű anyag váltja egymást. Szerencsére a Makerbot-om egy ideje már open-source vezérléssel üzemel, így a Repetier/Slic3r lehetőségeit kihasználva minden 50-edik réteg után (200 mikronos rétegvastagság mellett az 1 cm) egyedi g-code-ot szúrtam be a sorok közé, így a készülék ahogy végzett egy csíkkal, sípoló hangjelzés mellett szüneteltette a 3D nyomtatási folyamatot, megvárva, hogy kicseréljem a PLA szálakat. Ez jelentősen megnövelte a nyomtatási időt, azonban az eredmény szerintem magáért beszél, egy nagyon különleges ajándék lett belőle, amely igazi varázsát éppen megvilágítva éri el.

 

© parametric | art

© parametric | art

Miután a generatív formát, mint 3D nyomtatott lámpabúrát és az egyfejes, asztali 3D nyomtató adta technikai lehetőségeket kipróbálgattam, tovább gondoltam az eredeti formát is. Ha őszinte akarok lenni, sorozatgyártás esetén az első, tömör héjú változatok esetében a vákumformázás illetve fröccsöntés is lehetséges opciók, én pedig valami olyasmit akartam inkább, ami csak additív technológiával, rétegről rétegre történő 3D nyomtatással kivitelezhető. És itt lépett a képbe a parametrikus tervezés, az eredeti, folyadék-felületet ugyanis voronoi sejtekre osztottam, így az egésznek a csontszövetekhez hasonló, porózus szerkezete lett.

 

emberi csont keresztmetszete

emberi csont keresztmetszete

 

© parametric | art

© parametric | art

© parametric | art

© parametric | art

DSC_0593

© parametric | art

© parametric | art

 

Ezt a verziót már több példányban készítettem el, hogy mindegyik éjjeliszekrényre jusson egy. Habár az áttört szerkezet miatt légiesebb a geometria, a 3D nyomtatás éppenhogy tovább tartott: a sok irányváltoztatás miatt a nyomtatófej által leírt útvonal jelentősen megnőtt. Ráadásul ha azt akartam, hogy a nyílások ívei szpen készüljenek el, támaszanyag 3D nyomtatása is szükséges volt. Amitől persze utána vérrel-verejtékkel kellet megszabadulni; nagyjából 8-10 óra volt, mire mindkét darabot teljesen megtisztítottam és lecsiszoltam. Utána következett egy festékszórás fehér akril alapozóval, az elkészült 3D nyomtatott lámpán egyáltalán nem látszik nyoma illesztésnek.

 

© parametric | art

© parametric | art

© parametric | art

© parametric | art

© parametric | art

© parametric | art

© parametric | art

© parametric | art

© parametric | art

© parametric | art

A 3D nyomtatáshoz szükséges tervet feltöltöttem a Design Terminal által kiírt What to print in 3D? pályázati oldalára, az .stl fájlt pedig egy hamarosan induló modell-adatbázisból majd le is lehet tölteni. A közönségszavazáson – ha gondoljátok – a facebook galériában szereplő képre adott Like-kal tudtok rá voksolni (az alábbi képre kattintva a facebook képre irányít az oldal)

© parametric | art

© parametric | art

Jövő héten pedig találkozunk a Design Terminal-ban a Budapest 3D Printing Days-en, a parametric | art és GigamaX3D ingyenes 3D nyomtató workshopokra még lehet jelentkezni az események eventrbrite oldalán.

Advertisements

About bonooobong

parametric | architecture

3 comments

  1. Visszajelzés: Ez a nyár is a 3D nyomtatásról szólt… | parametric | art

  2. Visszajelzés: Parametrikus 3d nyomtatott ékszerek | andrea_shepherd

  3. Visszajelzés: Nőnapi 3D nyomtatott meglepetés a parametic | art-tól | parametric | art

Vélemény, hozzászólás?

Adatok megadása vagy bejelentkezés valamelyik ikonnal:

WordPress.com Logo

Hozzászólhat a WordPress.com felhasználói fiók használatával. Kilépés / Módosítás )

Twitter kép

Hozzászólhat a Twitter felhasználói fiók használatával. Kilépés / Módosítás )

Facebook kép

Hozzászólhat a Facebook felhasználói fiók használatával. Kilépés / Módosítás )

Google+ kép

Hozzászólhat a Google+ felhasználói fiók használatával. Kilépés / Módosítás )

Kapcsolódás: %s

%d blogger ezt kedveli: