Denne Custom Machine 3D udskriver utrolige keramiske skulpturer - 💡 Fix My Ideas

Denne Custom Machine 3D udskriver utrolige keramiske skulpturer

Denne Custom Machine 3D udskriver utrolige keramiske skulpturer


Forfatter: Ethan Holmes, 2019

Min forskning udforsker ukonventionelle metoder til at skabe tredimensionel type med materialer og teknikker, der er unikke for at skrive design - såsom keramik og desktop 3D-udskrivning. Denne forskning afspejler udviklingen af ​​den digitale fabrikation og de ukonventionelle typografiske praksis i den nye digitale tidsalder. Jeg har lavet tredimensionel keramisk type som en række typografiske udforskninger for at udfordre og søge en ny måde at skabe konkret type i tredimensionelt rum.

Jeg er grafisk designer og en maker, der elsker 3D-type. Mange grafisk design fagfolk og type designere har arbejdet i 2D plads udelukkende for at skabe type. Denne praksis har påvirket "glasboksen", der begrænser oprettelsen af ​​typen i den høje kontrast mellem type og baggrund. Imidlertid ligger 3D-typebrev, i modsætning til typen trykt på papir, ikke på den statiske plads på en side. Disse bogstaver erhverver således nye egenskaber som tekstur, struktur, volumen og endog interaktivitet.

Som en kunstnerisk og typografisk praksis er 3D-typen konvergent, da kunstnerisk udtryk, konstruktionsteknik og materialitet hver spiller en rolle for at skabe bogstaver i tredimensionelt rum. Denne nye teknologi ville give gode værktøjer til ukonventionel typografisk praksis. Jeg kan godt lide at dele, hvad jeg har lært af min kreative praksis.

Opbygning af mit eget værktøj

I 2014 lavede jeg håndlavede keramiske stykker for at skabe modulære type - jeg lavede gipsforms og støbt stykke for stykke. Siden sommeren 2015 har jeg også været interesseret i muligheden for at kombinere typografi, keramik og 3D-udskrivning som en alternativ måde at bruge højteknologiske funktioner på. Desktop 3D-udskrivning viste min opmærksomhed, især fordi den ikke har brug for plads og udstyr til et lerstudium. Jeg kan gøre mere indviklet og en bredere vifte af modulære designs med det nye værktøj. Med den selvbyggede delta type 3D printer og en skruer ekstruder, er jeg i stand til at udskrive små og mellemstore 3D-trykte keramiske genstande op til 300mm høje med en diameter på 300mm.

Min keramiske 3D-printer blev bygget baseret på en delta-stil 3D-printer. I sommeren 2015 købte jeg et DIY 3D-printersæt. Jeg har spillet med open source delta stil 3D-printere for at finde ud af, hvad jeg kan gøre med dette nye værktøj og teknologi. Der er flere forskellige typer 3D-printere, og RepRap er en af ​​de berømte open source-projekter. RepRap-printere kan producere egne dele - ikke alle dele, men det er i stand til at udskrive nogle dele - og gøre det selvreplikativt. Fordi mange kan bygge deres egne RepRap-maskiner til lave omkostninger, er de en af ​​de mest overkommelige 3D-printere til designere, kunstnere og producenter.

For mig er det mest spændende træk ved disse DIY 3D-printere, at jeg kan bygge mit eget værktøj og tilpasse det til at lave noget. Fordi der ikke var nogen 3D-printer, der kunne udskrive ler, havde jeg brug for at lave min egen printer. Kort sagt, jeg lavede mine egne værktøjer til at lave noget, jeg ikke kunne lave med mine egne hænder. Da jeg undersøgte at lave en DIY keramisk 3D printer, fandt jeg et indlæg på Make: og var virkelig imponeret. Selvom jeg ikke brugte Jonathan's version, hjalp det mig med at se min måde at gøre det også, og jeg gjorde det på min egen måde.

Pneumatisk Clay Extruder

Efter opbygning og kalibrering af min første DIY Delta stil 3D printer, skabte jeg min egen ler ekstruder. Først prøvede jeg at bruge lim dispensere, men de kunne ikke ekstrudere leret godt. Jeg kunne heller ikke bruge højere PSI til at ekstrudere ler på grund af nogle sikkerhedsproblemer. Til sidst fremstillede jeg min egen lerekstruder og beholder med PVC-rør, der kunne modstå højere PSI. Den vanskeligste del var at gøre den lufttæt og modstå op til 80 PSI. Røret siger, at det kan modstå op til 330 PSI, men jeg har ikke testet højere end 95 PSI.

Bemærk: PVC er ikke et sikkert materiale til tryk. Venligst andre materialer såsom stål for at undgå mulig skade.

Jeg lavede et par prototyper med PVC-rør og koblinger, og den 4. version fungerede korrekt uden nogen lækage. Selv om jeg lavede en god lerekstruder, var det stadig ikke let at udskrive ler. Det krævede flere testprinter til at finde de rigtige PSI- og skærekonfigurationer. Tidlige værker var simple geometriske former og havde nogle problemer, men jeg var meget spændt på at lave nye keramiske genstande.

Medium Size Delta Printer I løbet af sommeren lavede jeg et anstændigt antal prototyper, og jeg ønskede at lave en printer specialiseret til ler. Det næste trin i det nye projekt var at skabe min egen 3D-printer, der kan udskrive keramiske genstande i små og mellemstore skalaer. Fordi den første printer ikke kunne udskrive større stykker, ville jeg bygge en opskaleret version. Som nævnt kan RepRap producere sine egne dele, hvilket gør det selvreplikativt. En dag indså jeg, at min 3D-printer er i stand til at producere en ny printer, og jeg ønskede at fremstille en større version af en delta-stil 3D-printer. Der var mange tekniske og mekaniske problemer.

For at gøre printeren udskrev jeg dele ved hjælp af min 3D-printer og bestilte dele: stålaksler, motorer, kontakter, Arduino osv. For at lave top- og bunddele brugte jeg et ark MDF, men jeg fik ikke den nøjagtighed, jeg ønskede uden CNC. Så jeg forsøgte at finde et rum, der havde en laserskærer til at skære plexiglas. Endelig var jeg i stand til at få adgang til en laserskærer på campus i Appalachian State University efter at have flyttet til North Carolina til et nyt job.

Selv om jeg havde alle dele, kæmpede jeg for at få min printer til at køre ordentligt i cirka to måneder. Det havde et problem med kalibrering, og jeg vidste ikke, hvordan jeg fikset det. Fordi jeg ikke havde nogen ide om firmware til Arduino og Ramp bordet og ingen kunne lære mig, jeg googled oplysninger for at lære at skabe den rigtige firmware. Jeg testede mere end 40 forskellige firmwares. Det var et kedeligt arbejde at teste så mange forskellige konfigurationer, men det er det jeg har det godt på. Søndag den 25. oktober 2015 løste jeg problemet, og min printer begyndte at fungere ordentligt. Jeg testede kalibreringen med en pen og et papir, fordi det viser gradation afhængigt af den subtile Z-værdi og giver dig mulighed for at finde kalibrering. Det første ord jeg skrev med min printer var "HI". Nu kan jeg skrive mere komplicerede ord med min maskine. Jeg lavede et feriekort til mine venner med maskinen.

Jeg har studeret grafisk design i mere end 10 år og har ikke en grad inden for keramik eller teknik. Selvom jeg har kendskab til keramik fra kunstvalgskurser og noget kodende viden, var det ikke nok. Absolut tog det tid at lære mig selv at bygge min egen 3D printer og ler ekstruder. Imidlertid er jeg en naturfødt maker og god til kedelige job. Jeg begynder med en ambitiøs ide og er villig til at håndtere endeløs fejlfinding. Jeg lavede en prototype med en ide, testet prototypen, dokumenterede resultatet, og lav en anden prototype som andre designere, der højt værdsætter kraften i designprocessen. For at løse problemer skal jeg lære ved at lave og dokumentere fremskridtene. Jeg lærer af enhver fiasko og succes.

Clay er et fascinerende og følsomt materiale. Det var vigtigt at finde lerens rigtige viskositet. Det skal ikke være for blødt eller for solidt. Hvis leret er for solidt, kan det ikke ekstruderes glat. Og hvis det er for blødt, har det større chance for at kollapse under udskrivning.

Jeg startede med lav ild hvid ler, fordi den har færre partikler og er blød nok til let ekstruderet. Da lejren normalt ikke er blød nok, skal den blandes med ekstra vand. Jeg skal tilføje ekstra vand for at gøre det blødt, men det forårsagede sammenbrud under udskrivningen.

De tidlige udskrifter var ikke komplekse og var relativt lettere at udskrive. Men komplekse 3D-modeller er ikke let at udskrive på grund af sammenbrud. Min midlertidige løsning på problemet var at bruge en varmepistol for at lade den våde ler tørre hurtigere. For nylig installerede jeg tre 120mm fans til printeren og der blæser luft over tryksengen. Det er ikke den ultimative løsning, men det hjælper.

Jeg har et par ideer til at løse dette problem på en mere effektiv måde og vil teste dem ud snart. Fordi jeg ikke kan bruge understøttende materialer, måtte jeg tænke over, hvordan man designer selvforstærkende strukturer uden support.

Da jeg kan genbruge ubrændt ler, har jeg genvundet de fleste af mine trykfejl. Jeg sætter imidlertid pris på de sammenbrudte udskrifter og trykfejl, da de efterlader nogle kommentarer til løftet om digital fabrikation. Mine kunstner venner elsker de sammenbrudte eller faldne udskrifter. Så jeg genvinder ikke nogle interessante fejltryk og undertiden udskriver jeg noget og slipper det for at gøre noget helt nyt - jeg kalder det samarbejde med tyngdekraften.

For at lave min nyeste typografiske skulptur, havde jeg til hensigt at lave rodet tryktryk nederst og gradvist udskrive følgende lag godt. Selv om det er endnu vanskeligere end normalt print, viser det interessante teksturer, og jeg vil gerne spille med det mere. bygge mit eget værktøj, en snegle ekstruder

I sommeren 2016 ønskede jeg at lave en ny ekstruder, fordi jeg ikke kunne udskrive mere komplekse former med min pneumatiske lereksstruder. Ifølge min forskning bruger et par limdispenseringsfirmaer og nogle mennesker en snegleventil til at styre pastaekstruderingen.

Igen benyttede jeg 3D-printeren til at lave mine egne værktøjer. Jeg konstruerede skruer og skruer på Rhino og udskrev dem. I mere end tre uger har jeg designet og testet 56 forskellige skruer og 8 huse. Skruerne og huset er trykt med PLA. Da der var en lækage på ekstruderen, havde jeg brug for flere tests for at løse problemet. My auger extruder viser temmelig imponerende resultater. Kombinationen af ​​snegle nr. 55 og boligen # 7 fungerede godt sammen, selv om der er nogle problemer. Jeg planlægger at udvikle det endnu mere.

Trykning og fyring af ler og ædelmetal ler

Jeg har trykt forskellige lerlegemer: hvid ler, stentøj, porcelæn og ædelmetal ler (kobber). De fleste af lerlegemerne er meget ens, hvis de ikke har grog (partikler). Men de har forskellige krympesatser. Derfor er du nødt til at teste fyringsprocessen.

Efter de succesfulde udskrifter følger to grundlæggende afbrændingstrin; bisque og glasur fyring. Under hver fyring når leret visse temperaturer for at sikre, at lerlegemerne modnes i keramik. Forskellige lerlegemer skal fyres ved den forskellige temperatur for at modne lejkroppen, med andre ord at fortynde leret. Krympningen sker ved forglasningsstadiet. Når du får ler fra keramikforsyninger, fortæller den dig, hvilken temperatur du skal bruge - den hedder kegle i keramik. Navnet stammer fra pyrometrisk kegle bruges til at måle varme arbejde. Disse dage bruger jeg mellemstore porcelæn (kon 5-6. 2167-2222F)

Trykning af ædelmetal ler (aka PMC) er et spændende samarbejdsprojekt med Marissa Saneholtz. Metal ler er lavet af meget fine partikler af metaller som kobber, bronze og sølv. Disse metaller blandes med et bindemiddel og vand for at gøre det lerlignende. Da den kan formes som blød ler, kan den bruges til fremstilling af smykker og små skulpturer. De er forholdsvis dyre i forhold til andre ler og metaller. Kobber ler er det dyreste materiale jeg har brugt.

PMC kræver en lignende udskrivning, men er lidt anderledes. Som med andre lerlegemer blander jeg et stykke ler og vand, indtil det når en vis konsistens. Da det er et dyrt materiale, kan jeg ikke udskrive et stort stykke, og jeg forsøger ikke at spilde det. Efter udskrivning af udskriften skal den tørres, inden den fyres. Når det er tørt, er leret hårdt, hvilket gør det nemt at lave nogle efterbehandlinger. Det kan imidlertid være skrøbeligt og delikat afhængigt af designet. Lejren kan fyres på mange forskellige måder, men vi brugte en elektrisk ovn til at slukke 3D-trykt PMC. Efter fyring skal de tumbles for at blive poleret. For flere detaljer, se min side om processen her.

Dette materiale gav os forskellige udfordringer. Krympefrekvensen var højere end med andre lerarter, og de har nogle gange revner. Hun drejede det krakkede stykke ind i en smuk broche med et 3D-trykt keramikobjekt. Vi fandt krympefrekvensen og producerede små 3D-trykte kobberobjekter. Det er bare første runde, og vi planlægger at udforske det mere.

Fremgangsmåde af 3D trykning ler

Trin 01: Fremstil en 3D-model ved hjælp af computerstøttet design (jeg bruger Rhino).

Trin 02: Konverter CAD tegning til STEREOLithography-fil (STL).

Trin 03: Skær 3D-modellen og lav G-kode (jeg bruger Gentag Host Mac).

Trin 04: Opsæt maskine og lad ler i DIY ler ekstruder.

Trin 05: Lad 3D-printeren komme til sit job. Tryktiden kan variere afhængigt af kompleksiteten og størrelsen.

Trin 06: Fjern det udskrevne objekt fra maskinen og lad det tørre helt.

Trin 07: Til keramik, bisque fyring og glasur fyring. (PMC har også brug for to trinafstødningsprocesser)

Software

Jeg er grafisk designer og har brugt Mac-computere i lang tid. Så jeg bruger Rhinoceros 5 til Mac til at designe 3D-modellerne. Jeg har kun brugt Rhino omkring et år, og det var ikke let at justere til 3D CAD software. Da min 3D-modelleringsfærdighed bliver bedre, kan jeg designe mere komplekse former. Når jeg skal designe en organisk form, bruger jeg også Sculptris. Sculptris er en interessant software til digital skulptur. Jeg bruger også Slic3r til at generere g-kode og Repetier vært 1.0.1 til Mac til at styre 3D-printeren. Når jeg skal designe en 3D-type eller et komplekst design, designer jeg nogle former i Adobe Illustrator og importerer filen til Rhino. Når jeg har brug for en 3D-scanning, bruger jeg en MS Kinect og Skanect til 3D-scanning af menneskelige figurer eller objekter.

Hvad er næste?

Jeg er i den akademiske verden, og det er mit job at dele det, jeg har lært af min forskning. Jeg vil dele mit arbejde med kreative mennesker gennem konferencer og udstillinger.Mine elever ville være i stand til at tage min digitale metode klasse, der dækker 2D og 3D design og digital fabrikation. Jeg har testet, hvad jeg kan lave med denne nye teknologi og vil gøre mere og teste mere. Jeg planlægger at ansøge om nogle forskningsbevillinger til at opbygge en større printer og større ler ekstruder. Med den nye printer vil jeg udskrive 3D-typografiske skulpturer i menneskeskala med ler eller beton. Jeg håber også at dele nogle nye udforskninger med den nye maskine her på denne blog i den nærmeste fremtid.

Tak fordi du læste. Jeg leder altid efter muligheder og steder for at vise min forskning. Kontakt mig venligst, hvis du er interesseret i et værksted, en kunstner eller en udstilling.

Du kan se mit seneste arbejde på mit Instagram.



Du Kan Være Interesseret

10 spørgsmål til Raspberry Pi's Eben Upton

10 spørgsmål til Raspberry Pi's Eben Upton


Hvad er en Maker City? - Makerspaces

Hvad er en Maker City? - Makerspaces


Maker Movement Blossoms i Tyskland

Maker Movement Blossoms i Tyskland


DIY Bike Hacks, teknikker og værktøjer

DIY Bike Hacks, teknikker og værktøjer






Seneste Indlæg