https://bodybydarwin.com
Slider Image

3-D Εκτύπωση της διπλής φούσκας

2021

Όταν η Λαϊκή Επιστήμη μου έδωσε μια αποστολή να απεικονίσει ένα αεροπλάνο ιδέα για το περιοδικό, το είδα σαν μια ευκαιρία να παρουσιάσω την τελευταία μου δεξιότητα, την τρισδιάστατη εκτύπωση. Η δουλειά μου έχει δημοσιευθεί στη δημοφιλή επιστήμη από την πρώτη μου ανάθεση το 1996, αλλά αυτή θα είναι η πρώτη φορά που θα προσφέρω 3D εκτύπωση σε συνδυασμό με την κανονική μου απεικόνιση. Η ιδέα που μίλησα στο περιοδικό ήταν ότι μπορούσαν να βάλουν τα 3D αρχεία εκτύπωσης "STL" στον ιστότοπό τους, έτσι ώστε οι αναγνώστες στο σπίτι ή οι μαθητές στο σχολείο να μπορούν να εκτυπώσουν 3D κάτι που διαβάζουν στο περιοδικό. Όσο γνώριζα, κανείς δεν το είχε κάνει πριν.

Το μοντέλο του έργου θα χρησιμοποιηθεί δύο φορές. Μόλις για την απεικόνιση του περιοδικού και μία φορά για να δημιουργήσετε τη γεωμετρία για την 3D εκτύπωση. Ο στόχος ήταν να οικοδομηθεί το μοντέλο έτσι ώστε να ικανοποιεί και τις δύο ανάγκες. Για να δημιουργήσω το μοντέλο χρησιμοποίησα το σύστημα 3D μοντελοποίησης, απεικόνισης και κινούμενης εικόνας που χρησιμοποιώ για όλη μου την τρέχουσα εργασία, το Lightwave 3D. Η τελευταία έκδοση του προγράμματος, 11.6, υποστηρίζει τώρα 3D εκτύπωση, οπότε ο συγχρονισμός ήταν τέλειος. Θα μπορούσα να χρησιμοποιήσω οποιοδήποτε αριθμό προγραμμάτων για να δημιουργήσω το μοντέλο, πολλά από αυτά, όπως το Blender, είναι δωρεάν. Αλλά πήγα στο Lightwave το 2004 και η δημιουργία της 3D γεωμετρίας έχει γίνει δεύτερη φύση για μένα. Ενώ το πρόγραμμα δεν είναι ιδανικό για τη δημιουργία μοντέλων για 3D εκτύπωση, πολλοί υπέρ του αντισταθμίζουν τα μειονεκτήματα και βρίσκοντας περιθώρια γύρω από τα θέματα που προέκυψαν δεν ήταν πάρα πολύ ένα θέμα.

Κατά την κατασκευή του μοντέλου μου φάνηκε ότι ίσως υπήρχε ένας τρόπος να χρησιμοποιηθούν οι χάρτες υφής που δημιουργήσαμε για την απεικόνιση στην εκτυπωμένη έκδοση 3D. Όταν ήμουν παιδί, έχτισα αμέτρητα μοντέλα αεροπλάνων και πολλές από τις λεπτομέρειες έγιναν με αυτοκόλλητα που συνοδεύουν τα κιτ. Μπορώ να εκτυπώσω τις δικές μου αυτοκόλλητες ετικέτες; Μια αναζήτηση από την Google για το print τα δικά μου decals έδειξε γρήγορα ότι αυτό είναι πολύ συνηθισμένο στο μοντέλο που κάνει τον κόσμο για τα πάντα, από τραίνο μοντέλο έως λάτρεις RC. Μια σύντομη επίσκεψη στο Amazon και διάφορα πακέτα διαφανών φύλλων διαβάσματος διατασσόταν και θα έφτασε σε λίγες μέρες. Πρέπει να αγαπάτε τον Αμαζόνιο Πρωθυπουργό!

Όταν εκτυπώνετε με εκτυπωτή Fused Philament, υπάρχουν μερικά πράγματα που πρέπει να θυμάστε. Μια βασική ανησυχία είναι ότι ο εκτυπωτής τοποθετεί ένα λεπτό στρώμα τη φορά από αυτό που μπορεί να συγκριθεί t0 ως ένα πολύ μικρό όπλο κόλλας. Κάθε στρώμα είναι περίπου τόσο παχύ όσο ένα φύλλο χαρτιού. Καθώς ο εκτυπωτής τοποθετεί ένα στρώμα, χρειάζεται να τυπώσει κάτι, δεν του αρέσει να εκτυπώνει με λεπτό αέρα. Έτσι, μπορείτε είτε να δημιουργήσετε το ίδιο αντικείμενο είτε να χρησιμοποιήσετε υποστηρίξεις. Οι περισσότεροι εκτυπωτές FF θα σας συγχωρήσουν μέχρι μια γωνία περίπου 45 γρ. Έτσι για να δημιουργήσουμε αυτό το αεροπλάνο, χώρισα το κύριο σκάφος του σκάφους στο μισό, ώστε το σώμα να μπορεί να εκτυπώνει κατακόρυφα πάνω του. Το ίδιο θα συνέβαινε και με τα φτερά. Για να επωφεληθώ από το γεγονός ότι το αεροπλάνο θα μπορούσε να χωριστεί, αποφάσισα να το κάνω ως 3D Printed Infographic, για το σκοπό αυτό δημιούργησα σειρές καθισμάτων ώστε οι άνθρωποι να δουν τι θα έμοιαζε στο εσωτερικό .

Μόλις κατασκευαστεί το μοντέλο, ένα αρχείο STL εξάγεται από το Lightwave και ανοίγει σε ένα πρόγραμμα όπου μπορούν να ρυθμιστούν οι παράμετροι του εκτυπωτή. Μου αρέσει να χρησιμοποιώ το Simplify 3D λόγω του επιπέδου ελέγχου που επιτρέπει. Πολλές μεταβλητές καθορίζουν την ποιότητα της τελικής εκτύπωσης, συμπεριλαμβανομένης της ταχύτητας της κεφαλής εκτύπωσης και του ύψους της στρώσης. Αυτές οι μεταβλητές και περίπου 80 άλλες μπορούν να προσαρμοστούν σε αυτό το πρόγραμμα.

Μόλις το αρχείο έχει «φέρεται» στα πολλά στρώματα που θα δημιουργήσουν την τελική κατασκευή, αυτές οι οδηγίες θα σταλούν στον εκτυπωτή. Στην περίπτωσή μου, εξάγω ένα αρχείο .X3G, το βάζω σε μια κάρτα SD και συνδέω την κάρτα στον εκτυπωτή. Ο εκτυπωτής μπορεί να ελεγχθεί απευθείας από τον υπολογιστή, αλλά εάν ο υπολογιστής αποτύχει ή το πρόγραμμα εξέρχεται τυχαία, θα καταστρέψει την εκτύπωση. Εξαιτίας αυτού, μου αρέσει να χρησιμοποιώ την κάρτα SD.

Να πάρει εκτυπώσεις για να κολλήσει στο κρεβάτι μπορεί να είναι δύσκολο. Μετά από πολύ πειραματισμό διαπίστωσα ότι η Scotch ζωγραφική ταινία, που καθαρίστηκε με ισοπροπυλική αλκοόλη, λειτούργησε τέλεια για μένα. Αυτό το μοντέλο κατασκευάστηκε χρησιμοποιώντας πλαστικό PLA, ένα παράγωγο αμύλου καλαμποκιού. Δεν χρησιμοποιώ θερμότητα στο κρεβάτι και χρησιμοποιώ θερμοκρασία 205 °. Το μέγεθος του ακροφυσίου είναι 0, 4 mm και το ύψος του στρώματος είναι 0, 17 mm με ταχύτητα εκτύπωσης 3500 mm ανά λεπτό. Το αρχείο που προκύπτει απαιτεί περίπου 15 ώρες για εκτύπωση.

Το επόμενο βήμα ήταν η κατασκευή του αεροπλάνου. Για τη συναρμολόγηση των δύο τμημάτων δημιούργησα ένα εσωτερικό «μανίκι» με ελαφρώς ανυψωμένες «κορυφές τριβής» σε όλες τις πλευρές. Αυτό θα κρατούσε το σκάφος μαζί χωρίς κόλλα, και θα επέτρεπε στο χρήστη να το αποσπάσει.

Δημιούργησα επίσης μικρά "μπισκότα" για να ταιριάζουν στα φτερά και τους σταθεροποιητές για να τα τοποθετήσουν για μελλοντική συγκόλληση. Χρησιμοποιούσα το Gel ελέγχου Loctite Super Glue Ultra για να συγκεντρώσω τις 3D εκτυπώσεις μου.

Με το συναρμολογημένο αεροπλάνο, γύρισα την προσοχή μου στις χαλκομανίες. Δημιούργησα το έργο τέχνης στο Adobe Illustrator και στη συνέχεια έφερα το αρχείο στο Photoshop για να το τροποποιήσω και να αποθηκεύσω το αρχείο ως αρχείο PSD το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για χαρτογράφηση εικόνας στο 3D αρχείο στο Lightwave, όσο και για εκτύπωση στο φύλλο αυτοκόλλητων ετικετών. Και οι δύο θα μπορούσαν να γίνουν μόνο στο Illustrator, αλλά είμαι ένα πλάσμα συνήθειας και είμαι συνηθισμένος να επεξεργάζομαι τους χάρτες εικόνας μου στο Photoshop.

Οι χαλκομανίες Testor έρχονται σε μισά φύλλα, τα οποία είναι περίπου τόσο μικρά όσο μπορείτε να πάρετε κάτι μέσω ενός εκτυπωτή μελάνης. Δημιούργησα αρκετές χαλκομανίες για να φροντίζω 2 αεροπλάνα και έριξα μερικά επιπλέον αντικείμενα για καλή μέτρηση. Στέλνω αυτό το αεροπλάνο στον δημιουργικό διευθυντή at_ Popular Science_, έτσι για τα κλωτσιά έβαλα το όνομα της μητρικής τους εταιρείας σε αυτό. Μετά την εκτύπωση του φύλλου ψεκάστησα τρεις στρώσεις λάκας ψεκασμού σε αυτό, επιτρέποντάς του να στεγνώσει μεταξύ κάθε ψεκασμού. Το μελάνι inkjet είναι υδατοδιαλυτό, οπότε πρέπει να ψεκάσετε λάκα πάνω του για να το τοποθετήσετε στο φύλλο decal. Αφού στεγνώσετε, κόβετε τα κομμάτια που θέλετε ξεχωριστά και τα ρίχνετε σε ένα μικρό μπολ με νερό για περίπου 10 δευτερόλεπτα. Τον σκουπίστε με χαρτοπετσέτα και σπρώξτε τη χαλκομανία από την επένδυση χαρτιού και τοποθετήστε την προσεκτικά στη θέση της. Καθαρίστε πρώτα το μοντέλο σας. Βρήκα αν τυχόν λάδι από το χέρι σας πέσει στο αεροπλάνο, η πινακίδα μπορεί να μην κολλήσει. Τον καθαρίσω με ισοπροπυλική αλκοόλη σε κάποια χαρτοπετσέτα.

Με το τελικό αεροπλάνο, το έχω ψεκαστεί με μια τελική στρώση λάκας για να σταθεροποιήσω τις χαλκομανίες. Η εκτύπωση γίνεται! Για να ολοκληρώσω τη διαδικασία, δημιούργησα ένα διάγραμμα "πώς να συγκεντρώσω" τις δημιουργίες μου.

Οι ενέσεις διοξειδίου του άνθρακα μπορεί να φανούν καλύτερες από τη λιποαναρρόφηση - αλλά υπάρχει μια αλίευση

Οι ενέσεις διοξειδίου του άνθρακα μπορεί να φανούν καλύτερες από τη λιποαναρρόφηση - αλλά υπάρχει μια αλίευση

Ο γρηγορότερος καρχαρίας του κόσμου δεν ταιριάζει με ένα σάκο εύθραυστου δέρματος Hagfish

Ο γρηγορότερος καρχαρίας του κόσμου δεν ταιριάζει με ένα σάκο εύθραυστου δέρματος Hagfish

Τι είναι το «trancing» και γιατί κάνει το σκυλί μου να δρα τόσο περίεργα γύρω από τα φυτά;

Τι είναι το «trancing» και γιατί κάνει το σκυλί μου να δρα τόσο περίεργα γύρω από τα φυτά;