Technologie addytywne 2022: Różnice pomiędzy wersjami

Aktualna wersja na dzień 07:40, 27 mar 2022

Wstęp

Technologie addytywne stały się codziennością. Z tego też powodu nie chwaliliśmy się od dłuższego czasu osiągnięciami na tym polu. W celu propagowania tej techniki, warto jednak przedstawić parę naszych ostatnich prac w tym zakresie. Zarówno osiągnięć, jak i porażek.

Wydruki

Różne przedmioty, najczęściej części zamienne, drukujemy dość często. Czasem zdarzają się przedmioty zupełnie proste. Przykładem jest element widoczny na poniższych zdjęciach. Nic ciekawego – sprzęgło napędu elektrycznie sterowanej szyby samochodowej. Element łączący silnik elektryczny z przekładnią zębatą. Jest to część mało dostępna, a przy tm droga. Jednak bardzo łatwa do dorobienia. Często drukujemy też małe koła zębate.

Przykładowy wydruk 3D. Sprzęgło napędu elektrycznie sterowanej szyby samochodowej. Warto zwrócić uwagę, że jest drukowane praktycznie bez udziału materiału podporowego. Materiał: PC-ABS.

Mniej popularnym przedmiotem jest klawisz do magnetofonu. Jak pamiętamy, klawisze do magnetofonów dedykowanych do komputerów 8-bitowych często się łamały. Łamią się i dziś. Przy czym obecnie nowy, zamienny klawisz to rzecz w zasadzie nie do zdobycia.

Można jednak odtworzyć oryginalny kształt klawisza w oprogramowaniu CAD i wydrukować. Wymaga to paru prób, ale wynik przechodzi najśmielsze oczekiwania.

Widok z boku. Projekt został opracowany w programie FreeCAD przez autora artykułu.

Widok z ogólny.

Nam przyszło się zmierzyć z klawiszem od magnetofonu, który był wbudowywany do obudowy komputera ZX Spectrum +2 (z dużym prawdopodobieństwem, pomijając kolor, jest taki sam jak w komputerach Amstrad Schneider 464).

Klawisz po wydrukowaniu. Powstało wiele prototypów w różnych kolorach i z różnym układem warstw. Na zdjęciu warstwy poziome. Materiał: ABS.

Klawisz po wydrukowaniu. Grubość warstwy 0,09 mm.

Oczywiście, do poprawnej pracy wydruk potrzebuje drobnej obróbki skrawaniem – rozwiercenia (rozwiertakiem(!)) otworu przez który przechodzi oś na której klawisz jest zamocowany (fi 5mm), oraz zadbania, aby fragment przechodzący przez otwór w blaszanej obudowie magnetofonu miał nie więcej niż 3 mm grubości (ew. obróbka pilnikiem iglakiem, o ile nie zadbało się o to na etapie konfiguracji wydruku).

Guma

Wydruki z gumy okazały się porażką. Usiłowaliśmy dojść do porozumienia z materiałem typu "flex" dobre dwa dni robocze. Jednym z naszych wniosków jest to, że bardzo trudno jest wykonywać z gumy coś precyzyjnego. Nie udało nam się poprawnie wykonać wydruku o grubości warstwy rzędu <0,1 mm. Wszystko na co można liczyć, to 0,2 mm lub więcej. Niestety drobne elementy wydrukowane tak grubymi warstwami, w naszej ocenie, nie spełniają wymogów jakościowych. Po prostu wyglądają jak odpady. Jednakowoż trzeba odnotować, że części tak wydrukowane można kupić u niektórych sprzedawców na ebay’u...

Można snuć wiele teorii na temat poprawy efektów drukowania wyrobów z gumy. Na pewno radykalnie sytuację poprawi posiadanie drukarki wielogłowicowej, mogącej drukować wodo-rozpuszczalny materiał podporowy. Niestety, nie dysponujemy taką drukarką.

Silikon

Części, które miały być wydrukowane z gumy, ostatecznie zostały wykonane z silikonu. To tradycyjna, znana od lat technologia. Dla nas była pewną nowością, ponieważ nigdy wcześniej nic nie wykonywaliśmy w ten sposób. Okazuje się, że jest to dość proste i możemy tylko polecić tę metodę.

Oczywiście nie mogło się obyć bez drukowania 3D. Na potrzeby odlewów silikonowych wydrukowaliśmy formę odlewniczą. Technika druku okazała się być bardzo pomocna i skuteczna. Do tego stopnia, że formy drukują się „na gotowo” i nie wymagają żadnej dodatkowej obróbki.

Widok projektu połówki formy nóżki (FreeCAD).

Wydrukowana forma.

Połówki forma pasują do siebie bez dodatkowej obróbki.

Gotowa nóżka w powiększeniu w widoku "od tyłu".

Gotowa nóżka w powiększeniu. W rzeczywistości ma ok. 10 mm średnicy i układ warstw nie jest łatwo dostrzegalny.

Większe wydruki

Do tej pory modele do naszych wydruków projektowaliśmy sami. Zwykle jest to szybsze niż dostosowywanie gotowych modeli do swoich potrzeb. Czasem jednak można znaleźć poprawny model 3D, który nadaje się do wykorzystania. Takim modelem jest ten zilustrowany poniżej ( https://www.thingiverse.com/thing:4965334 ) autorstwa Dave Hooper'a (vel slowdowncadet). Jest to obudowa zasilacza od komputera ZX Spectrum +2. Nie da się ukryć, że to ładny model. Nie jest do końca dostosowany do druku 3D, ale już można próbować to robić. Oczywiście drobne zmiany były niezbędne, np. ogólne przeskalowanie do rozmiarów umożliwiających zmieszczenie wewnątrz obudowy płytki współczesnej elektroniki. Pomimo pewnych trudności, ostateczny wynik jest zadowalający.

Widok modelu (autor Dave Hooper) w programie MeshLab. Opis w tekście.

Dolna część obudowy - widok powierzchni.

Wnętrze nie jest już takie ładne. Materiał podporowy wcale nie chce "odejść" od właściwej części wydruku.

Ale współczesna elektronika pasuje do obudowy jak trzeba. Autor zdjęcia: Tomasz Miszczak.

Porównanie z oryginalnym zasilaczem. Nasz został celowo zmniejszony. Autor zdjęcia: Tomasz Miszczak.

Widok zasilacza po zakończeniu prac. Autor zdjęcia: Tomasz Miszczak.

Wnioski

Technologie addytywne dojrzały. Nie są już nowością. Doskonale wiadomo, jakie mają wady i zalety. Można je również wykorzystywać jako pomoc przy stosowaniu innych technik wytwórczych. Z powodzeniem sprawdzają się w codziennej praktyce inżynierskiej. Jedynym problemem jest zmniejszająca się dostępność markowych materiałów do drukarek 3D (marzec 2022). Miejmy nadzieję, że to przejściowe problemy.

Tekst przygotował: dr inż. Szymon Dowkontt

Jeżeli nie zaznaczono inaczej, zdjęcia autora.

Powrót do "Strony głównej"

Powrót do "Wydania 2022"