A 3D nyomtatás alkalmazási lehetőségei a design területén

2014-04-09 13:13

A kutattatásom alapját képező 3 dimenziós nyomtatás napjainkra kilépett a sci-fi világából és az átlagos ember számára is elérhető-használható technológiává vált. Ez azonban nem jelenti azt, hogy nem igényel szakértelmet és gyakorlati tudást a használata, hiszen már a nyomtatandó objektum digitális modelljének elkészítése is magas fokú szoftver ismeretet igényel. Elképzelésünket, ötleteinket először a virtuális 3 dimenziós térben kell megalkotni valamilyen modellező program segítségével (3dsmax, Solidworks, Rhinoceros, Sketchup…). Ugyanakkor ezeket a digitális modelleket be tudjuk szerezni a világhálóról is, ha valaki más által elkészített designt szeretnénk elkészíteni. A 3 dimenziós nyomtatás csak ezután következik. Mára több kisebb-nagyobb cég foglalkozik 3D nyomatási szolgáltatásokkal (Shapeways, i.materialise…), erőforrásaik segítségével bérnyomtatásként legyártathatjuk elképzeléseinket. Létezik ugyanakkor egy másik út is ha szeretnénk igénybe venni a 3D nyomtatást, mégpedig, ha építünk magunknak egyet. A RepRap nevezetű gépet akár mi magunk is megépíthetjük, hiszen a tervrajzok open source-ak, az internetről letölthetőek, az alkatrészek nagy része kereskedelmi forgalomban kapható szabványos alkotóelemekből áll, a speciális alkatrészeket pedig egy másik RepRap nyomtatóval kinyomtathatjuk. A RepRap valóságos mozgalommá nőtte ki magát, ennek a nyílt forráskódú tudásanyagnak a bázisát a http://reprap.org/wiki/RepRap weblap alkotja.

Mivel a kutatásom alapvetően gyakorlati jellegű, ezért úgy döntöttem, valós tapasztalatokra építem fel azt. Így elkészítettem a saját 3D nyomatómat. Egy Prusa Mendel I3 FDM nyomtatót. Az alkotórészek beszerzését az idő rövidsége miatt Franciaországból, szakkereskedésből rendeltem meg, a gép összeszerelése kb. 1 hétig tartott ezután jött a kalibráció, ami további 3 hetet vett igénybe. A rendszer egy 3 mm vastag PLA nevezetű műanyagot olvaszt meg és a számítógép vezérelte nyomató fej segítségével rétegenként építi fel a háromdimenziós modellt.

A 3 dimenziós nyomtatás lehetséges felhasználási lehetőségeinél két nagy csoportot különböztethetünk meg:

- prototípus készítés

- manufakturális gyártás-előállítás

A manufakturális gyártás-előállítást 3 további kategóriába soroltam:

organikus leképezés – ornamentikus törekvések
egyedi csomópont készítés, öszvér szerkezetek
100 %-ban nyomtatott tárgy

Az organikus leképezés

A címszó alatt az egyedi formavilággal rendelkező tárgyak csoportját értem, amelyek más technológiával nem, vagy csak nagyon nehezen és költségesen lennének előállíthatóak. Ide sorolom a modernizmus által háttérbe szorított ornamentikus törekvéseket is, a 3D nyomtatás segítségével újra képesek vagyunk egyedi díszítésekkel felruházni tárgyainkat költséghatékony módon.

3D printed concrete furniture - Rael San Fratello

Egyedei csomópont

A 3d nyomtatás lehetőséget nyújt arra, hogy a szabványok világából kilépjünk és teljesen egyedi csomóponti rendszereket fejlesszünk ki. A technológia segítségével képesek vagyunk egyedei kapcsolatokat megalkotni. Ebben az ágazatban - véleményem szerint - a mai eszközökkel a leg reálisabban (költségek-idő vonzatában) tudjuk hasznosítani a technológia nyújtotta előnyöket. Ezért a kutatásom gyakorlati területe is e terület köré szerveződik. A kutatásban vállalt projektként egy moduláris könyves szekrény elkészítését tűztem ki célomul.

A tervezett könyves szekrény látványterve

Csomóponti kialakítás

A csomópont 3D nyomtatott prototípusa

100 %-ban nyomtatott tárgy

Már a technológia mai szintjén is képesek vagyunk olyan minőségű tárgyak előállítására, amelyek nem csupán prototípusként szolgálnak, hanem magát a végleges tárgyat alkotják. A leg egyszerűbb FDM nyomtatókkal előállított műanyag tárgyak sok esetben már alkalmazható műszaki minőséggel készülhetnek el. Az egyéb anyagok, mint például a fém nyomtatása is lehetséges. Ezeknek a tárgyaknak a műszaki tulajdonságai - a technológia folyamatoknak köszönhetően – messzemenően jobban tervezhetőek, mint más hagyományos gyártástechnológiával.

Titánból nyomtatott szemüvegkeret

„A kutatás a TÁMOP 4.2.4.A/2-11/1-2012-0001 azonosító számú Nemzeti Kiválóság Program – Hazai hallgatói, illetve kutatói személyi támogatást biztosító rendszer kidolgozása és működtetése konvergencia program című kiemelt projekt keretében zajlott. A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg.”

Kozák Barnabás