Revolusi Pencetakan 3D: Realitas Kompleks - 💡 Fix My Ideas

Revolusi Pencetakan 3D: Realitas Kompleks

Revolusi Pencetakan 3D: Realitas Kompleks


Penulis: Ethan Holmes, 2019

3D Thursday adalah fitur tentang Pemesinan CNC, Pencetakan 3D, Pemindaian 3D, dan desain 3D yang muncul di MAKE setiap Kamis.

Rakitan miniatur dan presisi tinggi ini dimulai dengan model CAD dan tidak lebih. Harganya sekitar $ 10 untuk membuatnya di rumah - tanpa perlu printer 3D.

Dalam beberapa tahun terakhir, konsep pencetakan 3D berbiaya rendah telah menangkap hati dan pikiran jutaan geek. Daya pikat revolusi manufaktur yang akan datang juga meresap ke arus utama: ambil The Economist, yang memuat sekitar dua lusin artikel tentang teknologi ini dalam setahun terakhir saja. Pasti ada sesuatu di udara!

Pesona pencetakan 3D mudah dipahami, terutama karena bertepatan dengan kebangkitan gerakan DIY di Internet. Tetapi semua desas-desus positif ini juga memiliki kelemahan yang menarik: membuatnya mudah untuk mengabaikan bahwa hambatan paling signifikan untuk pembuatan rumah berjalan sangat dalam, dan mungkin tidak akan terpengaruh hanya dengan kedatangan generasi alat baru.

Lagi pula, alat-alat manufaktur yang terjangkau dan ramah-hobi yang mengubah poligon menjadi benda fisik telah tersedia selama lebih dari satu dekade. Ambil pabrik CNC desktop, misalnya: ramah di rumah atau di kantor dan menghabiskan biaya sebanyak printer 3D, mereka telah merevolusi kehidupan banyak toko perhiasan dan dokter gigi; mereka telah mengguncang beberapa industri niche lainnya juga. Tetapi sebagai cadangan bagi komunitas kecil penghobi, pabrik mandiri dan rapi ini tidak membawa manufaktur sesuai permintaan ke garasi atau ruang keluarga kami.

Roland MDX-15 - pabrik CNC tertutup berukuran desktop yang populer dengan perhiasan. Model ini memulai debutnya di pasar sekitar 12 tahun yang lalu.

Pabrik CNC dan printer 3D berbeda dalam banyak hal, tetapi mereka juga memiliki banyak kesamaan; dan melihat paralelnya, masuk akal untuk mencurigai bahwa prospek manufaktur rumah mungkin relatif tidak ada hubungannya dengan pilihan alat tertentu.

Desain untuk Dapat Diproduksi

Siapa pun dapat mengunduh renderer 3D sumber terbuka seperti POV-Ray atau Blender, dan dengan cepat belajar menggambar bola atau kubus dalam 3D. Tetapi setelah kegembiraan awal hilang, kita harus menghadapi blues: kebanyakan dari kita tidak memiliki keterampilan atau ketekunan untuk membuat yang berikutnya Avatar dalam waktu dekat.

Hal yang sama berlaku untuk desain industri - karena beberapa alasan:

  • CAD benar-benar sulit. Memperoleh kemahiran dalam aplikasi CAD bahkan lebih sulit daripada menguasai alat 3D tujuan umum. Dibutuhkan ratusan jam latihan untuk hanya sampai ke titik di mana Anda dapat menggunakan perangkat input dua dimensi (dan layar dua dimensi yang sama) untuk membuat sketsa bentuk organik kompleks atau rakitan mekanis rumit secara akurat.
  • Ada jauh lebih banyak untuk desain industri daripada yang terlihat. Sebagian besar dari kita, bahkan jika diberi printer 3D hipotetis yang membuat komponen sempurna dari logam pilihan kita, masih tidak dapat menghasilkan gunting kuku atau kaleng soda yang berfungsi baik. Desainer industri menghabiskan waktu bertahun-tahun untuk mempelajari desain, potensi penggunaan, dan pertukaran praktis apa pun, dari memacu roda gigi hingga ratusan jenis tautan, engsel, sambungan, atau kamera. Heck, setidaknya ada empat keputusan desain canggih yang masuk ke pembuatan tutup untuk kotak Tic Tacs.
  • Teknik mesin adalah ilmu nyata. Plastik dan logam adalah bahan yang cukup tidak sempurna dan rewel; mereka tidak mudah untuk berubah menjadi bagian yang tahan lama, praktis, dan estetika pada saat yang sama. Lembaran datar dari bahan-bahan ini hampir selalu mengecewakan goyah dan mudah ditekuk. Bahkan barang sepele seperti kasing telepon dan batu bata Lego menggunakan tulang rusuk, gusset, dan bos yang ditempatkan dengan hati-hati untuk mencegah bagian-bagiannya rusak atau hancur. Prinsip-prinsip teknik dasar membutuhkan waktu untuk dikuasai dan diterapkan dengan benar dalam pekerjaan Anda.
  • Proses pembuatannya tidak sempurna - dan tidak akan terjadi dalam waktu dekat. Desain bagian sangat rumit oleh kebutuhan untuk memperhitungkan toleransi produksi, penyusutan bahan, ukuran fitur minimum, kebutuhan untuk mendukung bagian melalui proses, dan sebagainya. Sangat sedikit desain canggih yang dapat dengan cepat dibuat sketsa dan disebarluaskan tanpa memperhatikan faktor-faktor ini, dan menyesuaikan keduanya untuk metode manufaktur umum, dan untuk salinan spesifik dari mesin yang digunakan untuk membuat bagian tersebut.

Platform dasar yang sangat tipis namun kekakuan tinggi yang digunakan dalam proyek seperti yang digambarkan sebelumnya. Perhatikan penggunaan iga penguat.

Profil pencetakan 3D yang tinggi berarti bahwa sebagian besar orang yang membeli extruders ABS berbiaya rendah pada saat itu tidak akan menyadari betapa sulitnya untuk berkembang dari ide ke bagian yang layak. Itu bisa melukai komunitas dalam jangka panjang.

Tentu saja, ketersediaan universal keterampilan desain tidak sepenuhnya merupakan keharusan: dimungkinkan untuk menerima model di mana beberapa ahli terpilih menerbitkan desain mereka secara gratis, dan jutaan pengguna lain cukup mengeklik "cetak". Tapi ini membawa kita ke masalah lain ...

Menuju bagian rekayasa kelas

Sasis lengkap untuk Omnibot mkII, terbuat dari plastik rekayasa kekuatan tinggi, karet silikon, dan bermacam-macam bagian logam.

Metode prototyping aditif ramah hobi yang ada cenderung menghasilkan bagian dari pilihan bahan yang sangat sempit, yang semuanya menunjukkan karakteristik mekanik yang cukup buruk; tidak ada tanda-tanda bahwa ini akan berubah di tahun-tahun mendatang. Dengan pabrik CNC, situasinya jauh lebih baik - tetapi beberapa bahan penting tetap sulit atau mahal untuk diproses (misalnya, sebagian besar karet tidak menggunakan mesin dengan baik).

Dalam pandangan populer, printer 3D adalah alat yang akan memungkinkan kita untuk secara langsung membuat hampir semua hal; cara berpikir ini dicontohkan oleh perlombaan senjata komersial untuk menghasilkan mesin FDM yang dicetak berwarna. Tetapi pengejaran ini mungkin salah arah: seperti halnya, baik pencetakan 3D dan permesinan CNC cenderung lebih berguna untuk menghasilkan pola perkakas - yaitu, bentuk yang berfungsi sebagai masukan bagi proses manufaktur lain yang lebih khusus yang dilakukan kemudian.

Di dunia industri, pola mesin CNC digunakan untuk thermoforming, stamping logam, cetakan injeksi, dan beberapa jenis casting. Tidak semua ini dapat dilakukan dengan aman dan murah di rumah - tetapi beberapa di antaranya sangat mudah untuk diajak bekerja sama. Sebagai contoh, pengecoran resin menggabungkan kemudahan penggunaan dengan kesetiaan yang ekstrem dan berbagai sifat yang dapat dicapai untuk bagian akhir. Tanpa peralatan canggih, Anda dapat membuat karet licin dengan warna apa pun sesuka Anda - dan lima menit kemudian, beralihlah ke bahan komposit yang diperkuat dengan serat karbon atau kaca.

Cetakan satu bagian yang relatif sederhana untuk pengecoran resin.

Tentu saja, alur kerja pembuatan ini dapat dikuasai oleh setiap hobi yang bertekad. Namun demikian, mereka menambahkan tingkat kerumitan lain yang mungkin tidak terduga dan tidak dapat diatasi oleh banyak orang; obsesi terhadap manufakturabilitas langsung tidak banyak membantu.

Di mana kita benar-benar berdiri?

Saya senang tentang pencetakan 3D, tetapi juga tidak nyaman dengan cara berpikir kami tentang masa depan pembuatan rumah. Bagi penggemar hobi, printer hanyalah alat lain yang memungkinkan mereka menghidupkan desainnya. Ini berbagi banyak masalah dengan pendekatan yang ada sebelumnya - dan menambahkan tantangan serius sendiri ke dalam campuran. Mungkin yang terbaik yang bisa kita lakukan adalah belajar dari industri manufaktur, daripada menyatakan kematiannya sebelum waktunya.

Pada kenyataannya, keasyikan dengan menciptakan kembali proses pembuatan mungkin menyebabkan kita melakukan root untuk solusi yang salah untuk memulai dengan: ekstruder ABS yang sekarang populer mungkin tidak dapat mencapai presisi yang masuk akal dan menghasilkan hasil yang konsisten dan dapat diprediksi hanya karena keterbatasan bahan: konsistensi yang sangat lengket dan titik lebur yang tidak jelas membuatnya sulit untuk mengontrol deposisi. Gradien suhu tinggi yang dibuat dalam proses juga tidak mendukung teknologi.

Akibatnya, kita mungkin tidak memberikan perhatian yang cukup pada beberapa alternatif yang tampaknya dapat memberikan. Misalnya, printer deposisi lilin (yang masih sangat mahal) dari Solidscape mencapai tingkat detail luar biasa hanya dengan bekerja dengan zat yang lebih cocok, dan dengan menggabungkan langkah-langkah aditif dan subtraktif. Tetapi proses subtraktif tidak seksi, dan output dari printer ini adalah bahan rapuh yang hanya berfungsi sebagai cetakan casting. Tanpa daya tarik populer, kemungkinan harga turun cukup tipis.

Stereolithografi adalah pilihan lain yang menarik dengan hasil yang menjanjikan: akurasi tinggi $ 30.000 printer yang ada tampaknya akan toe-to-toe dengan perangkat murah seperti Formulir 1. mendatang. Tetapi prinsip operasi yang berantakan dan boros membatasi daya tarik pop mereka, juga .

Suatu hari, solusi peluru perak mungkin terwujud; jika ya, itu mungkin tidak seperti teknologi yang ada yang sedang kami coba. Sampai saat itu, membayar untuk fokus pada proses, bukan pada alat yang paling populer minggu ini.

Bermacam-macam bagian resin-mesin CNC.


Jika Anda terlibat dalam proyek yang sangat revolusioner atau luar biasa dan ingin menulis tentang hal itu untuk 3D Kamis, atau Anda memiliki produk terkait yang Anda ingin kami tinjau atau tulis, silakan hubungi Eric Weinhoffer di [dilindungi email] Terima kasih sudah membaca!



Anda Mungkin Tertarik

Bagikan Ide Anda Untuk Peluang Menangkan Printer 3D Dremel Idea Builder!

Bagikan Ide Anda Untuk Peluang Menangkan Printer 3D Dremel Idea Builder!


Hadiah Printer Dremel Idea Builder 3D: Pemenang Diumumkan!

Hadiah Printer Dremel Idea Builder 3D: Pemenang Diumumkan!


Kami Menghabiskan Seminggu dengan Carvey, Carver 3D Baru Inventables, dan Kami Tidak Ingin Membalasnya

Kami Menghabiskan Seminggu dengan Carvey, Carver 3D Baru Inventables, dan Kami Tidak Ingin Membalasnya


Cypress Mengumumkan PSoC 4 BLE

Cypress Mengumumkan PSoC 4 BLE