Jak stworzyć „miniaturową infrastrukturę” za pomocą druku 3D?

Technologia druku 3D wkroczyła na kampusy, służąc nauczaniu w klasach, projektom konkursowym i innowacyjnym eksperymentom. W szkołach architektury zastosowania druku 3D wykraczają daleko poza oczekiwania.

Uwaga: Poniższe obrazy i materiały tekstowe dotyczące aplikacji pochodzą od Russella Zenga z Wydziału Architektury, Sztuki i Planowania na Uniwersytecie Cornella (罗素小儿@Xiaohongshu).

01 TPU-95A Formy do odlewania cementu

Tradycyjne formy odlewnicze są zazwyczaj wykonane z silikonu, co zapewnia takie zalety, jak wysoka elastyczność, możliwość pracy w złożonych geometriach, wysoka wydajność wyjmowania z formy oraz możliwość ponownego użycia. Wraz z rosnącą integracją technologii druku 3D z produkcją i codziennym życiem, studenci również badają możliwości poprawy efektywności nauczania poprzez druk 3D. Zastosowanie form odlewniczych z cementu TPU jest stosunkowo udanym przykładem.

Skupiając się na doświadczeniu użytkownika i zrozumieniu historii stojących za drukiem 3D, przeprowadziliśmy również krótką rozmowę z tym „ekspertem od modeli architektonicznych” na temat tej aplikacji.

OSKARŻENIE: Jakie tradycyjne metody są powszechnie stosowane przy tworzeniu modeli architektonicznych?

Russell Zeng: Cięcie płyt piankowych, cięcie laserowe, obróbka CNC lub ręczna replikacja form.

OSKARŻENIE: Jakie są cechy charakterystyczne tych metod w porównaniu z drukiem 3D, biorąc pod uwagę doświadczenia praktyczne?

Russell Zeng: W modelarstwie zazwyczaj stosuje się różne metody, w zależności od wymagań. Metody te pozwalają osiągnąć wiele celów, ale gdy geometria staje się nieco bardziej złożona – na przykład powierzchnie zakrzywione, otwory lub formy ciągłe, powszechnie stosowane przez studentów architektury – koszty tradycyjnych metod stają się bardzo wysokie i pracochłonne. Największymi zaletami druku 3D są wydajność i swoboda. Druk 3D pozwala na tworzenie praktycznie wszystkich rodzajów złożonych struktur, a wielokrotne modyfikacje nie stanowią problemu, co jest szczególnie ważne w modelarstwie.

OSKARŻENIE: Druk 3D rzeczywiście wykazuje znaczące zalety w projektowaniu i produkcji złożonych, zakrzywionych i nieregularnych struktur. Tym razem wykorzystaliśmy druk 3D głównie do form odlewniczych z cementu i gipsu. Czy masz jakieś doświadczenia, którymi mógłbyś się podzielić?

Russell Zeng: Chodzi głównie o dobór materiału. Zdecydowanie polecamy materiał TPU-95A do form do odlewów cementowych. Wyjmowanie z formy jest niezwykle łatwe. TPU-95A ma odpowiednią twardość, a jego elastyczność doskonale sprawdza się zarówno podczas odlewania, jak i wyjmowania z formy. Detale powierzchni wydrukowanych modeli są również bardzo stabilne, a dokładność w pełni spełnia wymagania. Co najważniejsze, wyjmowanie z formy jest bardzo płynne, bez ryzyka obgryzania krawędzi, a formy nadają się nawet do ponownego użycia.

OSKARŻENIE: Elastyczne materiały z serii TPU rzeczywiście mają bardzo szerokie spektrum zastosowań. Czy napotkałeś jakieś problemy podczas użytkowania?

Russell Zeng: Są to zasadniczo typowe problemy związane z drukowaniem na materiałach elastycznych, takie jak trudności w usuwaniu podpór, ograniczenia przy drukowaniu dużych rozmiarów i nieznaczne obniżenie stabilności przy drukowaniu z dużą prędkością.

OSKARŻENIE: Oprócz materiałów TPU, jakie inne materiały można stosować do produkcji form odlewniczych?

Russell Zeng: Na wczesnym etapie przeprowadziliśmy również kilka testów strukturalnych z użyciem PLA i PETG. W przypadku stosowania PLA do formowania złożonych kształtów, wyjmowanie z formy wymaga większej ostrożności i w razie potrzeby może być konieczne użycie opalarki. Ogólnie rzecz biorąc, do form odlewniczych nadal zalecamy stosowanie materiałów TPU, ponieważ elastyczność ma kluczowe znaczenie.

02 Walidacja modelu architektonicznego

Technologia druku 3D wykazuje również znaczące zalety w produkcji złożonych, zakrzywionych i nieregularnych struktur. Szeroka gama materiałów do druku 3D może sprostać zróżnicowanym potrzebom aplikacyjnym. Na przykład, materiały transparentne doskonale nadają się do przezroczystych elementów architektonicznych, a materiały biomimetyczne, takie jak drewno i marmur, można wykorzystać do symulacji rzeczywistych efektów architektonicznych. Podsumowując, dzięki drukowi 3D studenci mogą lepiej wyrazić proces projektowania i szybko weryfikować swoje pomysły.

Pogłębianie zrozumienia poprzez komunikację. Jeśli masz jakieś opinie lub sugestie dotyczące materiałów do druku 3D, skontaktuj się z nami i przekaż nam swoją opinię.

OSKARŻENIE: Czy jako użytkownik masz jakieś opinie lub sugestie dotyczące materiałów eSUN, bazujące na praktycznych zastosowaniach?

Russell Zeng: W tym roku użyliśmy wielu materiałów eSUN, a opinie były bardzo pozytywne. Cała nasza klasa korzysta teraz z materiałów eSUN i jesteśmy wdzięczni za wsparcie eSUN. Jeśli chodzi o sugestie, bazując na moich własnych nawykach użytkowania, mam nadzieję, że elastyczne materiały będą oferować bardziej zróżnicowane poziomy twardości i opcje kolorystyczne, takie jak bardziej przezroczysty TPU lub matowy TPU, które byłyby bardzo popularne w modelach architektonicznych.

OSKARŻENIE: Szczerze mówiąc, bardziej elastyczne opcje kolorystyczne materiałów i bardziej kompleksowa, elastyczna matryca materiałowa są obecnie stale rozwijane i udoskonalane. Z niecierpliwością czekamy na ten moment.

eSUN nadal wspiera zastosowania druku 3D w różnych branżach i zapewnia bezpłatne wsparcie finansowe w postaci materiałów, technik drukowania oraz wymianę doświadczeń w ramach edukacji, nauczania, konkursów i projektów badawczych. Zachęcając do innowacyjnych praktyk, eSUN przyczynia się do rozwoju talentów. Jeśli obecnie realizujesz lub planujesz projekty w tym zakresie i chcesz podzielić się historiami lub doświadczeniami z zakresu zastosowań druku 3D, prosimy o kontakt.