Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Tämä mukautettu kone 3D-tulosteet uskomattomia keraamisia veistoksia

Tutkimuksessani tarkastellaan epätavallisia menetelmiä kolmiulotteisen tyypin luomiseksi ainutlaatuisilla materiaaleilla ja tekniikoilla, kuten keramiikka ja työpöydän 3D-tulostus. Tutkimus heijastaa digitaalisen valmistuksen kehitystä ja uuden digitaalisen aikakauden epätavallisia typografisia käytäntöjä. Olen tehnyt kolmiulotteisen keraamisen tyypin sarjana typografisia tutkimuksia haastamaan ja etsimään uutta tapaa luoda konkreettista tyyppiä kolmiulotteisessa tilassa.

Olen graafinen suunnittelija ja tekijä, joka rakastaa 3D-tyyppiä. Monet graafisen suunnittelun ammattilaiset ja tyypin suunnittelijat ovat työskennelleet 2D-tilassa yksinomaan tyypin luomiseksi. Tämä käytäntö on vaikuttanut "lasilaatikkoon", joka rajoittaa tyypin luomista tyypin ja taustan välillä. 3D-tyypin kirjaimet eivät kuitenkaan paperille painettuina ole sivun staattisessa tilassa. Nämä kirjeet saavat siten uusia ominaisuuksia, kuten tekstuuri, rakenne, tilavuus ja jopa interaktiivisuus.

Taiteellisena ja typografisena käytäntönä 3D-tyyppi on lähentyvä, koska taiteellisella ilmaisulla, rakentamistekniikalla ja olennaisuudella on jokainen rooli kirjainten luomisessa kolmiulotteisessa tilassa. Tämä uusi tekniikka tarjoaisi hyviä työkaluja epätavalliseen typografiseen käytäntöön. Haluan jakaa mitä olen oppinut luovasta käytännöstäni.

Oman työkalun rakentaminen

Vuonna 2014 tein käsityönä tehtyjä keraamisia kappaleita modulaarisen tyypin luomiseksi - tein kipsimuotteja ja veitsen palan. Kesästä 2015 lähtien olen ollut kiinnostunut myös mahdollisuudesta yhdistää typografia, keramiikka ja 3D-tulostus vaihtoehtoisena keinona käyttää korkean teknologian ominaisuuksia. Työpöydän 3D-tulostus kiinnitti huomioni erityisesti siksi, että se ei tarvitse tilaa ja laitteita savi-studiossa. Uuden työkalun avulla voin tehdä monimutkaisempia ja monipuolisempia modulaarisia malleja. Itse rakennetun 3D-tulostimen ja ruuvisuuttimen avulla pystyn tulostamaan pieniä ja keskisuuria 3D-painettuja keraamisia esineitä, joiden korkeus on 300 mm ja joiden halkaisija on 300 mm.

Keraaminen 3D-tulostin on rakennettu delta-tyyliseen 3D-tulostimeen. Kesällä 2015 ostin DIY 3D -tulostinsarjan. Olen pelannut avoimen lähdekoodin delta-tyylisten 3D-tulostimien kanssa selvittääkseni, mitä voin tehdä tämän uuden työkalun ja tekniikan avulla. 3D-tulostimia on useita ja RepRap on yksi tunnetuista avoimen lähdekoodin projekteista. RepRap-tulostimet pystyvät tuottamaan omat osat - ei jokainen osa, mutta se pystyy tulostamaan joitakin osia - ja tekemään siitä itsestään replikoituvan. Koska monet voivat rakentaa omia RepRap-koneitaan edulliseen hintaan, ne ovat yksi edullisimmista 3D-tulostimista suunnittelijoille, taiteilijoille ja päättäjille.

Minulle DIY-3D-tulostimien mielenkiintoisin piirre on, että voin rakentaa oman työkaluni ja muokata sitä tekemään jotain. Koska kolmiulotteista tulostinta ei voitu tulostaa, tarvitsin oman tulostimen. Yksinkertaisesti sanottuna tein omia työkalujani tekemään jotain, jota en voinut tehdä omin käsin. Kun tutkin DIY-keraamisen 3D-tulostimen tekemistä, löysin merkin Make: lle ja oli todella vaikuttunut. Vaikka en käyttänyt Jonathanin versiota, se auttoi minua näkemään tiensä sen tekemisessä, ja tein sen omalla tavallani.

Pneumaattinen Clay Extruder

Ensimmäisen DIY Delta -tyylisen 3D-tulostimen rakentamisen ja kalibroinnin jälkeen luotin oman savisuuttimen. Aluksi yritin käyttää liima-annostelulaitteita, mutta ne eivät voineet todella levittää savea hyvin. En myöskään voinut käyttää korkeampaa PSI: tä savien purkamiseen joidenkin turvallisuusongelmien takia. Lopulta valmistin oman savisuuttimen ja säiliön PVC-putkella, joka kestäisi korkeamman PSI: n. Kovin osa oli tehdä siitä ilmatiivis ja kestää jopa 80 PSI. Putki sanoo voivansa kestää jopa 330 PSI: tä, mutta en ole testannut yli 95 PSI.

Huomautus: PVC ei ole turvallinen materiaali painetta varten. Muista materiaaleista, kuten teräksestä, vältetään mahdolliset vammat.

Tein pari prototyyppiä PVC-putkella ja liittimillä ja neljäs versio toimi kunnolla ilman vuotoja. Vaikka tein hyvän saviekstruuderin, savea ei ollut vielä helppo tulostaa. Se vaati useita testituloksia oikean PSI- ja viipalointiasetusten löytämiseksi. Varhaiset teokset olivat yksinkertaisia ​​geometrisia muotoja ja heillä oli joitakin ongelmia, mutta olin hyvin innoissani tekemään uusia keraamisia esineitä.

Keskikokoinen Delta-tulostin Kesäisin tein kunnollisen määrän prototyyppejä, ja halusin tehdä tulostimeen erikoistuneen saven. Uuden projektin seuraava vaihe oli luoda oma 3D-tulostin, joka voi tulostaa pieniä ja keskisuuria keraamisia esineitä. Koska ensimmäinen tulostin ei kyennyt tulostamaan isompia kappaleita, halusin rakentaa skaalatun version. Kuten mainitsin, RepRap pystyy tuottamaan omat osat, mikä tekee siitä itsestään replikoituvan. Eräänä päivänä huomasin, että 3D-tulostin pystyy tuottamaan uuden tulostimen, ja halusin valmistaa suuremman version delta-tyylisestä 3D-tulostimesta. Teknisiä ja mekaanisia ongelmia oli lukuisia.

Tulostimen valmistamiseksi painoin osia 3D-tulostimella ja tilatuilla osilla: teräsakselit, moottorit, kytkimet, Arduino jne. Ylä- ja alaosien valmistamiseksi käytin MDF-levyä, mutta en saanut tarkkuutta, jota halusin ilman CNC: tä. Joten, yritin löytää tilaa, jolla oli laserleikkuri plexiglassin leikkaamiseksi. Lopuksi sain pääsyn laserleikkuriin Appalachian valtionyliopiston kampuksella, kun siirryin Pohjois-Carolinaan uuteen työhön.

Vaikka minulla oli kaikki osat, yritin tehdä tulostimeni kunnolla noin kaksi kuukautta. Sillä oli ongelma kalibroinnissa, enkä tiennyt korjata sitä. Koska minulla ei ollut aavistustakaan Arduinon ja Ramppilevyn laiteohjelmistosta, eikä kukaan voinut opettaa minua, googledin tietoja oppiakseni oikean laiteohjelmiston luomiseen. Testasin yli 40 erilaista firmwarea. Se oli tylsä ​​työ testata niin monta eri kokoonpanoa, mutta juuri näin olen hyvä. Sunnuntaina 25. lokakuuta 2015 ratkaistiin ongelman ja tulostin alkoi toimia oikein. Testasin kalibroinnin kynällä ja paperilla, koska se näyttää asteittaisen herkän Z-arvon ja kalibroinnin. Ensimmäinen sana, jonka kirjoitin kirjoittimeni kanssa, oli “HI”. Nyt voin kirjoittaa monimutkaisempia sanoja koneelleni. Tein ystävilleni loma-kortin koneen kanssa.

Olen opiskellut graafista suunnittelua yli 10 vuoden ajan, ja minulla ei ole tutkintoa keramiikassa tai tekniikassa. Vaikka minulla on jonkin verran tietoa keramiikasta taiteen valinnaisista kursseista ja tietyistä koodaustiedoista, se ei riittänyt. Ehdottomasti kesti aikaa opettaa itselleni, kuinka rakentaa oma 3D-tulostin ja savisuutin. Olen kuitenkin luonnollisesti syntynyt valmistaja ja hyvä tylsiä työpaikkoja. Aloitan kunnianhimoisesta ajatuksesta ja olen valmis käsittelemään loputtomia vianmäärityksiä. Tein prototyypin ideasta, testasin prototyypin, dokumentoinut tuloksen ja tein toisen prototyypin, kuten muutkin suunnittelijat, jotka arvostavat hyvin suunnitteluprosessin tehoa. Ongelmien ratkaisemiseksi minun täytyy oppia tekemällä ja dokumentoimalla edistys. Opin jokaisesta epäonnistumisesta ja menestyksestä.

Savi on kiehtova ja herkkä materiaali. Oli tärkeää löytää saven oikea viskositeetti. Sen ei pitäisi olla liian pehmeä tai liian kiinteä. Jos savi on liian kiinteä, sitä ei voi puristaa sujuvasti. Jos se on liian pehmeä, sillä on suurempi mahdollisuus romahtaa tulostuksen aikana.

Aloitin pienen palonvalkoisella savella, koska sillä on vähemmän hiukkasia ja se on tarpeeksi pehmeä, jotta se voidaan puristaa helposti. Koska savi ei yleensä ole tarpeeksi pehmeä, se on sekoitettava ylimääräiseen veteen. Minun täytyy lisätä ylimääräistä vettä, jotta se olisi pehmeä, mutta tämä aiheutti romahtamisen tulostuksen aikana.

Varhaiset tulosteet eivät olleet monimutkaisia ​​ja niiden tulostaminen oli suhteellisen helppoa. Monimutkaisia ​​3D-malleja ei kuitenkaan ole helppo tulostaa romahduksen vuoksi. Väliaikainen ratkaisu ongelmaan oli käyttää lämpöpistoolia, jotta märkä savi kuivui nopeammin. Äskettäin asensin tulostimeen kolme 120 mm: n tuuletinta ja puhaltaa ilmaa painatusalueen yli. Se ei ole lopullinen ratkaisu, mutta se auttaa.

Minulla on pari ajatusta tämän ongelman ratkaisemiseksi tehokkaammin ja testaa ne pian. Koska en voi käyttää tukimateriaaleja, jouduin miettimään, miten itse vahvistavat rakenteet suunnitellaan ilman tukia.

Koska voin käyttää uudelleen epäonnistunutta savea, olen perinyt suurimman osan virheellisistä tulostuksistani. Ymmärrän kuitenkin romutetut tulosteet ja tulostusjäljet, koska ne jättävät jonkin verran kommentteja digitaalisen valmistuksen lupauksesta. Taiteilija-ystäväni rakastavat romutettuja tai pudotettuja tulosteita. Joten en palauta mielenkiintoisia väärinkirjoituksia, ja joskus tulostan jotain ja pudotan sen tekemään jotain aivan uutta - kutsun sitä yhteistyöhön painovoiman avulla.

Viimeisimmän typografisen veistokseni valmistamiseksi halusin tehdä sotkuista väärinkirjoitusta alhaalla ja tulostaa vähitellen seuraavat kerrokset hyvin. Vaikka se on vielä vaikeampaa kuin normaali tulostus, se näyttää mielenkiintoisia kuvioita ja haluan pelata sitä enemmän. rakentaa omaa työkalua, ruuvisavi ekstruuderia

Kesällä 2016 halusin tehdä uuden suulakepuristimen, koska en voinut tulostaa monimutkaisempia muotoja pneumaattisen savisuuttimen kanssa. Tutkimukseni mukaan muutama liimausyhtiö ja jotkut käyttävät ruuviventtiiliä pastan puristamisen ohjaamiseksi.

Jälleen käytin 3D-tulostinta hyödyntäen omia työkalujani. Suunnittelin Rhino-ruuvit ja kotelot ja tulostin ne. Yli kolme viikkoa olen suunnitellut ja testannut 56 erilaista ruuvia ja 8 koteloa. Ruuvit ja kotelo on painettu PLA: lla. Koska suulakepuristimessa oli vuoto, tarvitsin useita testejä ongelman ratkaisemiseksi. Minun ruuvisuuttimen tulokset ovat melko vaikuttavia. Ruuvin # 55 ja kotelon 7 yhdistelmä toimi hyvin yhdessä, vaikka onkin joitakin ongelmia. Aion kehittää sitä vielä enemmän.

Tulostus ja polttaminen savi ja jalometalli savi

Olen painanut erilaisia ​​savikappaleita: valkoista savea, kivitavaraa, posliinia ja jalometallia (kuparia). Useimmat savikappaleista ovat hyvin samankaltaisia, jos niissä ei ole grogia (hiukkasia). Niillä on kuitenkin erilaiset kutistumismäärät. Siksi sinun on testattava polttoprosessi.

Onnistuneiden tulosteiden jälkeen seuraavat kaksi peruskäsittelyvaihetta; bisque ja lasiteollisuus. Jokaisen ampumisen aikana savi saavuttaa tiettyjä lämpötiloja varmistaakseen, että savikappaleet kypsyvät keraamisiksi. Erilaisia ​​savikappaleita tulisi ampua eri lämpötiloissa, jotta savikehykset kypsyvät, toisin sanoen, savea. Kutistuminen tapahtuu lasitusvaiheessa. Kun saat savea keramiikkatarvikkeista, se kertoo, mitä lämpötilaa sinun pitäisi käyttää - sitä kutsutaan keramiikaksi. Lämpöteoksen mittaamiseen käytetty nimi, joka on peräisin pyrometrisestä kartiosta. Nykyään käytän keskipitkän posliinia (kartio 5-6. 2167 - 2232F)

Jalometallien (PMC) tulostaminen on jännittävä yhteistyöprojekti Marissa Saneholtzin kanssa. Metalli on valmistettu erittäin hienoista metallihiukkasista, kuten kuparista, pronssista ja hopeasta. Nämä metallit sekoitetaan sideaineen ja veden kanssa, jotta se on savimainen. Koska se voi olla pehmeän saven muotoinen, sitä voidaan käyttää korujen ja pienten veistosten valmistukseen. Ne ovat suhteellisen kalliita verrattuna muihin saviin ja metalleihin. Kuparinen savi on kallein materiaali, jota olen käyttänyt.

PMC tarvitsee samanlaisen tulostusprosessin, mutta se on hieman erilainen. Kuten muiden savikappaleiden tavoin, sekoitan saven ja veden kappaleen, kunnes se saavuttaa tietyn johdonmukaisuuden. Koska se on kallis materiaali, en voi tulostaa suurta kappaletta ja yritän olla tuhlaamatta sitä. Tulostuksen tulostamisen jälkeen se on kuivattava ennen sen polttamista. Kuivumisen jälkeen savi on kova, joten se on helppo viimeistellä. Se voi kuitenkin olla hauras ja herkkä muotoilusta riippuen. Savea voidaan polttaa monella eri tavalla, mutta käytimme sähköuunia palamaan 3D-painettu PMC. Polttamisen jälkeen ne on pudotettava kiillotettaviksi. Lisätietoja on prosessin sivuilla.

Tämä materiaali toi meille erilaisia ​​haasteita. Kutistumisaste oli korkeampi kuin muilla savilla ja joskus niissä on halkeamia. Hän käänsi säröillä olevan palan kauniin rintakehän, jossa oli 3D-painettu keraaminen esine. Löysimme kutistumisnopeuden ja valmistimme pieniä 3D-painettuja kupariesineitä. Se on vain ensimmäinen kierros ja aiomme tutkia sitä enemmän.

3D-tulostusmateriaalin prosessi

Vaihe 01: Luo 3D-malli käyttämällä tietokoneavusteista suunnittelua (käytän Rhinoa).

Vaihe 02: Muunna CAD-piirros STEREoLithography-tiedostoon (STL).

Vaihe 03: Leikkaa 3D-malli ja luo G-koodi (käytän Repetier Host Macia).

Vaihe 04: Aseta kone ja lataa savi DIY-saviekstruuderiin.

Vaihe 05: Anna 3D-tulostimen työlle. Tulostusaika voi vaihdella monimutkaisuuden ja koon mukaan.

Vaihe 06: Poista tulostettu esine koneesta ja anna sen kuivua kokonaan.

Vaihe 07: Keramiikkaa, bisque-polttamista ja lasitehoa varten. (PMC tarvitsee myös kaksivaiheiset polttoprosessit)

Ohjelmisto

Olen graafinen suunnittelija ja olen käyttänyt Mac-tietokoneita pitkään. Joten, käytän Rhinoceros 5 for Macia 3D-mallien suunnitteluun. Olen käyttänyt Rhinoa vain noin vuoden ja sitä ei ollut helppo mukauttaa 3D CAD -ohjelmistoon. Koska 3D-mallinnusosaamiseni paranee, voin suunnitella monimutkaisempia muotoja. Kun minun täytyy suunnitella jotakin orgaanista muotoa, käytän myös Sculptrista. Sculptris on mielenkiintoinen ohjelmisto digitaaliseen veistokseen. Käytän myös Slic3r: tä luomaan g-koodia ja Repetier-isäntää 1.0.1 Macille 3D-tulostimen ohjaamiseksi. Kun minun on suunniteltava 3D-tyyppi tai monimutkainen muotoilu, suunnittelen Adobe Illustratorissa joitakin muotoja ja tuot tiedoston Rhino-tiedostoon. Kun tarvitsen 3D-skannauksen, käytän MS Kinectiä ja Skanectia 3D-skannaukseen ihmisen kuvioihin tai kohteisiin.

Mitä seuraavaksi?

Olen akateemisessa ympäristössä, ja minun tehtäväni on kertoa, mitä olen oppinut tutkimuksestani. Haluan jakaa työni luovien ihmisten kanssa konferenssien ja näyttelyiden kautta.Opiskelijani voisivat ottaa digitaalisen menetelmäluokkani, joka kattaa 2D- ja 3D-suunnittelun ja digitaalisen valmistuksen. Olen testannut, mitä voin tehdä tämän uuden tekniikan avulla ja tehdä enemmän ja testata enemmän. Aion hakea hakea joitakin tutkimusapurahoja suurempien tulostimien ja suurempien savisuuttimien rakentamiseen. Uuden tulostimen avulla haluan tulostaa ihmisen mittakaavan 3D-typografisia veistoksia savella tai betonilla. Toivon myös, että jaan uusia tutkimuksia uuden koneen kanssa tässä blogissa lähitulevaisuudessa.

Kiitos, että luit. Etsin aina mahdollisuuksia ja paikkoja tutkimukselleni. Ota yhteyttä minuun, jos olet kiinnostunut työpajasta, taiteilijan puheesta tai näyttelystä.

Näet viimeisimmän töitä Instagramissani.

Osake

Jättänyt Kommenttia