Vždy mi chybělo „třetí oko“, abych si z výkresů mohl představit nějaký detail mechanismu nebo domu - a ještě víc, nevím, jak to udělat, pokud potřebujete jasně vidět celek na základě několika výkresů. Pro mě jsou kresby stejné jako pro většinu hudebníků, kteří nejsou hudebníky: bez ohledu na to, jak moc se díváte do noty, hudbu neslyšíte.
Počítače se samozřejmě v posledních desetiletích staly lékem na tento druh „postižení“. V každém případě někdy technika funguje. Nyní například nikoho nepřekvapí, že počítač bude přehrávat hudbu z not a dokonce nahradí orchestr. Je pravda, že s výkresy je to obtížnější, ale i zde existují softwarové produkty, které pomohou při vytváření trojrozměrného počítačového modelu. Nakonec se objevil trojrozměrný tisk, který může rychle udělat z počítačového modelu velmi skutečnou věc, které se lze dotknout, prozkoumat ze všech stran a použít ji pro praktické účely.
Tisk ve třech rozměrech
Trojrozměrné tiskárny samozřejmě stále nestaví domy: dosud je fiefdom takových zařízení prototypování. Malé objekty lze stavět v životní velikosti a větší ve zmenšeném měřítku. Každý z nás viděl modely lidských orgánů, kosmických lodí, automobilů, budov nebo dokonce městských oblastí - mnoho z nich bylo vytištěno zcela nebo zčásti pomocí 3D tiskárny.
Ačkoli tato technologie existuje již více než deset let, je stále v dohledu. Faktem je, že 3D tiskárna není domácím výrobkem, ale speciálním vybavením. Stejné společnosti, pro které je prototypování povinným krokem v jakémkoli procesu, již dlouho oceňují pohodlí 3D tisku. Včetně toho, že ne každý, kdo určuje osud projektu, získá představivost, aby viděl kresbu a integritu. Ztratíte čas tím, že budete zkoumat plány a vysvětlovat mistrovi finančních toků přesně to, jaké bude nové nákupní centrum. Kdybych byl na místě pána, určitě bych odsunul výkresy, počítačovou vizualizaci a zeptal se: „No, jak to všechno bude vypadat ve skutečnosti?“Nastal vhodný čas na uvedení „obchodního magnáta“do dispozice.
Samozřejmě můžete podle staré dobré tradice jít do modelářské dílny, kde s rukama deseti a více lidí bude za týden (nebo možná měsíc) z lepenky vytvořen model v požadovaném měřítku, papír a jiné materiály. Jedná se však o dlouhý proces a náklady na něj nebudou vždy oprávněné. Co když potřebujete něco změnit v rozvržení? Pak bude veškerá práce a peníze do ní investované zbytečné: přepracování bude trvat stejně dlouho a zákazník bude muset za práci znovu zaplatit. Samozřejmě je příliš brzy na odepisování profesionálních modelových dílen, existují situace, kdy jsou nenahraditelné, ale díky trojrozměrné tiskárně lze model nebo jeho jednotlivé části předělat za jediný den, změnit tvar, barva nebo velikost. Je to pohodlné, vizuální a rychlé. Nemusíte nic hledat na boku, nemusíte čekat týden na dokončení objednávky: pokud je ve vaší kanceláři 3D tiskárna, provedete změny v modelu počítače několika kliknutími myší a odešlete jej k tisku.
Příklad architektonického projektu, který jsem uvedl, je docela reálný, ale není zdaleka jediný možný. 3D tiskárnu ocení průmysloví a grafičtí designéři, lékaři i kartografové. Takové zařízení bude užitečné v továrnách, výzkumných ústavech a továrnách na suvenýry. Elmira Gafurova, ředitelka práce s partnery společnosti Etorg, uvedla, že jejich ZPrinter 650 je schopen, ne-li všechno, tak hodně. "Opravdu mě baví mluvit o stroji a technologii 3D tisku." Vím, jak je to vzrušující, - říká Elmira. - A možnosti tiskárny jsou prostě úžasné. Možná žádná jiná technologie není schopná vytvořit podobné modely za přiměřené peníze. “Blízké seznámení s 3D tiskárnou začalo pro Elmiru, když se Etorg rozhodl prodat taková zařízení. Samozřejmě, budoucí zákazníci nemohou zůstat sami s neznámou technologií a aby si sami mohli 3D tiskárnu osvojit, koupila společnost jedno z těchto zařízení pro své vlastní potřeby. Elmira jako vedoucí tohoto projektu měla zpočátku těžké časy: práci na tiskárně zvládla sama. "I když jsem obeznámen s technologií, bez kvalifikované pomoci a speciálních znalostí to nebylo moc snadné," vzpomíná Elmira. - Děkuji majitelům podobné tiskárny - kolegům z petrohradské společnosti „Invent“, kteří mi s tím pomohli vyrovnat se. “Nyní je sama Elmira připravena přijít za klienty zdarma, říct a ukázat: je si jistá, že žádný prodejce neřekne o technice více než ten, kdo ji používá. Přijal jsem pozvání Elmiry Gafurové a přišel jsem do kanceláře Etorg, kde stojí ZPrinter 650, abych si vyslechl podrobný příběh o technologii a přístroji. Musím přiznat, že cesta se ukázala jako nesmírně poučná a zajímavá.
Brzy po prohlídce přístroje a vysvětlení Elmiry o tom, co a jak to funguje, jsem si uvědomil, proč si každý z nás ještě nekoupil něco podobného, aby si mohl pro zábavu tisknout malé děti, některé figurky pro děti sbírky nebo dokonce náhrada za ztracenou klíčenku. ZPrinter 650 to všechno dělá s lehkostí, ale je to poměrně velký stroj (1880 x 740 x 1450 cm) a rozdíl mezi ním a typickým domácím zařízením je přibližně stejný jako mezi vaší inkoustovou tiskárnou a mini fotolaboratoří. Ale pro kancelář je tato technika docela vhodná: tiskne téměř tiše a při správných opatřeních je velmi málo nečistot. Zmínka o čistotě není náhoda, protože technologie společnosti Z Corporation je založena na růstu vrstvy po vrstvě produktu ze sádrového prášku, který lze teoreticky najít všude kolem použité tiskárny. Mohl bych, ale není. Pěstování probíhá v uzavřené komoře a přebytečný prášek je odstraněn vysavačem zabudovaným do tiskárny.
Jak funguje tisk?
Konstrukční komora má rozměry 254x381x203 mm, což určuje maximální velikost produktu. Cokoli, co je několikrát menší, můžete vytisknout několik kusů najednou v jedné relaci. Cokoli větší než velikost fotoaparátu je třeba rozdělit na části, které lze samostatně vytisknout. Na konci jsou jednotlivé části sestaveny do jednoho celku. Proces tisku začíná v horní části fotoaparátu. Zvedací plošina, která tvoří spodní stěnu komory, se nejprve zvedne nahoru, její povrch je pokryt tenkou rovnoměrnou vrstvou sádry. Tisková hlava, která má podobnou strukturu jako hlava inkoustové tiskárny, nanáší speciální lepicí kapalinu na ty části povrchu, které by měly tvořit spodní vrstvu produktu. Kapalina téměř okamžitě ztuhne a prášek slepí na správných místech. Poté se spodní plošina mírně sníží, nanese se nová vrstva prášku a tisk pokračuje. Prášek, který není obsažen v samotném produktu, postupně vyplňuje celý prostor komory, podporuje pěstovaný model, a proto mohou být potištěny v celých dávkách, pokud je v komoře dostatek místa. Je dostatečné zajistit mezi nimi minimální mezery: těsně zazděné v prášku po celou dobu tisku se produkty nepohybují a „rostou“, aniž by do sebe vzájemně zasahovaly. V procesu výroby produktu je jeho budoucí povrch natřený: ZPrinter 650 podporuje 24bitové barvy pomocí čtyř tiskových hlav (CMYK). Barva v konvenčním tisku není překvapením pro nikoho, dokonce ani pro domácího uživatele, ale 3D tisk nemá tak růžový vztah k barvě. Některé přístupy k trojrozměrnému tisku, implementované ve strojích jiných společností, umožňují vytvářet modely v různých barvách, ale zároveň je ponechat v jedné barvě. Soutěžící například nebudou moci vytisknout figurku bílé lodi s modrou plachtou: bude nutné modré a bílé detaily vyrobit samostatně, aby bylo možné je spojit do jedné kompozice. Apparatus Z Corporation opravdu ví, jak současně malovat produkt v různých barvách podle vašeho přání. Rozlišení tiskárny ZPrinter 650 je 600x540 dpi. Tiskne rychlostí 28 mm za hodinu a tloušťka jedné vrstvy je přibližně 0,1 mm. Původní model počítače je tiskovým ovladačem automaticky rozdělen na vrstvy této tloušťky ještě před zahájením procesu.
Na konci procesu je celá komora naplněna sádrovým práškem, uvnitř kterého je jedna nebo několik položek. Většinu nepoužitého prášku může automaticky vyjmout z komory samotná tiskárna k opětovnému použití, poté se produkty suší hodinu a půl při určité teplotě. Poslední fází je impregnace produktu. Model je namočen ve speciálním lepidle (někdy je vhodnější jej nanášet štětcem). Účelem tohoto postupu je zajistit, aby byl výrobek odolný. Před impregnací jsou tvrdé sádrové výrobky extrémně křehké a potom je i tenkou část extrémně obtížné rozbít rukama. V závislosti na účelu však mohou různé impregnační směsi dát hotovým výrobkům různé pevnosti.
Jemnosti sádrové vědy
Elmira Gafurová uvedla, že použitelnost tiskárny v mnoha ohledech závisí na počátečním modelu: „Pokud je počítačový model zpočátku připraven k tisku, příprava zařízení trvá jen asi půl hodiny. Pokud je třeba model upravit, může příprava trvat hodiny. “To ale nemá nic společného s přímým tiskem: vše závisí na kvalifikaci návrháře, který vytvořil původní model v počítači, a na tom, kolik chyb je třeba opravit. Nejčastěji je nutné zvětšit tloušťku stěny - zejména u modelů s dutinami.
Jedním z nejtěžších úkolů pro Elmiru a její kolegy bylo vytvořit model stadionu. Stadion se skládal z několika částí, které byly poté smontovány dohromady. Takový model by se neměl rozpadnout pod vlastní váhou; jeho design by měl být předem pečlivě promyšlen. "Přivedli jsme střechu do požadovaného stavu a zajistili jsme výztužná žebra, ale trochu jsme zapomněli na dno," vzpomíná Elmira. - Byly tam velmi jemné části, které byly deformovány a zničeny během následného zpracování. Naštěstí musel být přetištěn pouze jeden detail. “Modely jako tyto, které jsou samy o sobě velké, ale oplývají malými detaily, je velmi obtížné zpracovat pomocí výztužného lepidla. Právě na takových úkolech se nejčastěji projevují nedostatky původního počítačového modelování.
Zkušenosti společnosti Etorg ukazují, že čím větší je model fotoaparátu obsazen, tím výhodnější je jej vytisknout. Nejde o cenu sádrového prášku, ale o cenu barvy. "Ale s pomocí tiskárny ZPrinter 650," říká Elmira Gafurova, "můžete vytvořit mnoho modelů najednou a rozdělit je do několika" podlaží "po celé ploše komory." Bohužel není vždy možné dosáhnout této optimality. Doufáme, že v budoucnu bude tato technologie více žádaná a nebude mít žádný konec pro ty, kteří chtějí získat prototyp, ale zatím je 3D tiskárna takové zařízení, které není vůbec vhodné pro ty, kteří občas potřebují k tisku jednoho modelu o velikosti tenisového míčku. Možná si v tomto případě společnost pracující na jiné technologii najde svého klienta … Jako každé zařízení, i ZPrinter 650 má své vlastní doporučené zatížení, což je třeba vzít v úvahu při plánování nákupu jakéhokoli profesionálního vybavení, aby vydělat na tom peníze. „3D tisk je drahý,“říká Elmira. - Není pochyb o zisku tisíc procent. Existují modely s nulovým ziskem: ceny jednoduše nezvyšujeme nad určitou úroveň. “
Je však třeba poznamenat, že alternativní technologie pro kusovou výrobu prototypu tohoto nebo toho produktu jsou také drahé, ale zároveň trvají mnohem déle. Proto společnost Etorg nyní přijímá mnoho objednávek třetích stran na výrobu těchto produktů - 3D tisk je pohodlnější a rychlejší. Ačkoli existují i jiní výrobci, nabízí Etorg pouze tiskárny od společnosti Z Corporation. Můj partner a její společnost se rozhodli celkem záměrně, protože dostupnou alternativou je jednobarevný tisk, který je navíc pětkrát pomalejší a téměř řádově dražší. Z určitého hlediska se tedy vysoké náklady na 3D tisk se ZPrinter 650 ukazují jako relativně skromné.
Pokud jsou však absolutní náklady na 3D tisk značné, bude váš vlastní projekt dobrým pomocníkem při návratnosti investice do 3D tiskárny. „V současné době pracujeme na vyplnění online katalogu 3D modely, které lze vybrat a vytisknout,“říká Elmira. - Figurka 10 cm nadčlověka vás při objednávce bude stát asi 1600 rublů. To je hodně. Současně, pokud někdo potřebuje realizovat myšlenku, která vyžaduje transformaci trojrozměrného počítačového modelu na zcela hmatatelnou věc, je to dostupná částka. “Elmira Gafurova věří, že 3D tisk má v Rusku dobré vyhlídky. Možná, že boom nepřijde se současnými cenami zařízení a spotřebního materiálu, protože také závisí na stupni prevalence technologie. Popularita závisí na příležitostech, které poskytuje technologie. Jsou zjevně velké a zdaleka nejsou vyčerpány, stejně jako ještě nejsou vyčerpány možnosti zlepšení samotného 3D tisku.