Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Чайник Faire Bay Area: Екологічний 3D друк Інтерв'ю з Рональдом Раелем

Ви ніколи не знаєте, що ви побачите в Maker Faire, але ви завжди гарантовано натхненні балансом примхливого і практичного. Деякі проекти створені виключно для того, щоб змусити вас посміхнутися, а інші призначені вплинути на майбутнє того, як відбуваються речі. Представляючи останню, дослідницька група з Коледжу дизайну навколишнього середовища в Каліфорнійському університеті Берклі на чолі з архітектором, автором книги та доцентом кафедри архітектури Рональдом Раелем. Команда зламала чотири 3D принтери Z Corp 310 і розробила процес створення 3D-друкованих будівель, будівельних компонентів і аксесуарів для інтер'єру. Ми говорили з професором Раелем, щоб дізнатися більше про дослідження.

1. Розкажіть нам про дослідження 3D-друку, яке проводиться вашою групою в Коледжі екологічного дизайну Берклі. Використовуючи магазин Fabrication Shop і CAD / CAM Lab в коледжі екологічного дизайну (CED), я вивчав методи, за допомогою яких комерційні 3D-принтери можна використовувати для друку деталей з матеріалами, які є довговічними, недорогими і здатними збиратися в архітектурні / будівельні компоненти.

2. Яким був поштовх для злому 3D принтера Z Corp 310? Яким був процес R&D? Ми були дуже зацікавлені в адитивних методах виготовлення, але для архітектури матеріали, які зазвичай використовуються в 3D друку, дуже дорогі і виробляють деталі з обмеженою довговічністю. Тож постало питання: як ми можемо виробляти довговічні конструктивні деталі, використовуючи 3D-друк менш дорого? У дослідженні ми успішно досліджували кераміку, але тривалість часу від друку до стрільби була надто повільною, щоб відобразити «швидкий» характер швидкого виробництва. Потім ми перейшли на цемент. Раніше нам допомагав професор Марк Гантер у Вашингтонському університеті. Він продемонстрував методи переосмислення матеріалів, що використовуються в комерційних 3D принтерах.

3. Шматки Seat Slug були надруковані з використанням полімеру на основі цементу. Як розвивався цей матеріал і які інші типи альтернативних матеріалів можуть використовувати принтери? Матеріал був розроблений в результаті знань, отриманих при друку з керамікою. Ми мали доступ до деяких дивовижних фахівців з кераміки: професора Річарда Шоу та керамічного техніку та художника Ерена Інструмента. Завдяки їх заохоченню, ми вирішили найскладніший керамічний матеріал: фарфор. Після багатьох місяців боротьби з процесом, і хороших успіхів, ми думали про використання цементів в якості каталізаторів для створення частин.

Хоча ми ніколи не змогли досягти структурної міцності з цементних сумішей, наші спроби гідратації матеріалів після їх обробки з епоксидами на водній основі виявилися досить успішними. Наші деталі, виготовлені з цементного полімеру, виявилися настільки сильними, якщо не міцнішими, ніж типові бетони. Звідти відкрився ряд матеріальних можливостей. Нам вдалося дослідити різноманітні матеріали за допомогою проб і помилок, а також різні комбінації матеріалів. Серед перевірених матеріалів були сіль, дерево, кістка, цемент, гіпс, пісок, грунт-цемент, глина, папір.

4. Охарактеризуйте наслідки цього дослідження для архітектури та фабрикації. Одним з наслідків цього є те, що ми зрозуміли, зважаючи на наші обмеження в розмірах, з комерційно доступними 3D принтерами, що нам вдалося розробити стратегії для виготовлення багатьох дрібних деталей, використовуючи те, що ми називаємо "фермою принтерів". CAM Lab тепер має чотири машини для підтримки виробництва деталей, використовуючи кілька принтерів відразу, на відміну від використання однієї великої машини. Однак, використання великих машин - це ідея, про яку ми зараз замислюємося у співпраці з художником Bay Area, виробником і компанією з програмного забезпечення.

Крім того, ми можемо виробляти форми, які, як правило, дуже важко або неможливо створити за допомогою інших методів. Хоча багато методів виробництва, таких як лазерне різання або фрезерні роботи з ЧПУ, можуть використовувати тільки плоскі матеріали, це дослідження відкриває можливість створення набагато більш захоплюючих форм - закінчення «плоскої» обробки.

Ми також використовуємо матеріали, які виглядають і відчувають себе справжніми матеріалами. Більшість матеріалів 3D-принтерів виглядають як «нематеріали» - загальні білі порошки, які не мають якості матеріаломісткості, яку цінують архітектори та дизайнери. Ці нові матеріали є напівпрозорими, погода красиво, і, як у випадку з деревним матеріалом, навіть мають зерно, вироблене в процесі наплавлення аддитивного виробництва (цифрове дерево!).

5. Як отримано дослідження? Seat Slug отримав багато уваги, роблячи обходи в Інтернеті та в кількох друкованих виданнях. Виробники високого класу зв'язалися зі мною, щоб почати виробництво архітектурних збірок складних компонентів, які важко виготовити. Проте великомасштабне виробництво не є можливим з нашими чотирма машинами. В даний час я розмовляю з співробітниками, щоб працювати над способами довести це до масштабного виробництва.

На CED ми зараз працюємо тільки на домашніх порошках на цих машинах. Студенти здатні досліджувати можливості набагато більших моделей і створювати власні нові комбінації матеріалів. Папір і сіль вийшли з недавньої студії дисертації. У наступному році ми будемо більше вивчати ці можливості в однорічній студії дослідження в рамках програми Masters.

6. Наскільки велика група дослідників і які типи навичок представлені серед людей, які працюють над цим проектом? Дослідження почалося, коли я отримав грант від Фонду сім'ї Хеллмана, який підтримує інноваційні дослідження для молодих професорів. Через семінари та студії з аспірантами, аспірантами, аспірантами, викладачами та співробітниками, співпраця з моєю власною творчою практикою з Вірджинія Сан Фрателло (Rael San Fratello Architects), а також новий старт-акцент на 3D-друк для будівельного середовища ( www.emergingobjects.com) розмір команди змінюється. Хоча я підтримую роль у центрі дослідження, я сподіваюся, що, поширюючи це дослідження на студентів, вони підуть далі.

7. Що найважливіше, що ви дізналися про співпрацю з цього проекту? Важливо бути відкритими та спільними, щоб не зберігати таємниці. Здається, чим більше ідеї відкрито поділяються, тим більше можливостей виникає.

8. Як ваша команда почула про Maker Faire і чому ви вирішили взяти участь? Керівник магазину CED's Fabrication Shop Jamie Banes запропонував нам участь. Він, разом з нашим менеджером з CAD / CAM лабораторії Крістофером К. Палмером, бере участь у культурі виробників Bay Area. Ці два також дуже впливові з нашими студентами та викладачами. Ми співпрацювали над деякими проектами, використовуючи конкретні студенти, і думали, що було б приємно приїхати до Maker Faire, щоб показати роботу, що проводиться на CED.

9. Яким чином дослідження можуть бути втілені у справі Maker Faire? Ми приносимо кілька наших експериментів: Seat Slug, і багато прикладів наших 3D-друкованих об'єктів з дерева, солі та паперу. Ми також привеземо кілька 3D-принтерів і будемо їх використовувати в процесі створення Maker Faire.

10. Яку пораду ви б дали молодим виробникам, які тільки починають? Один великий ресурс, який допоміг нам розпочати роботу, - це сайт професора Марка Гантера на сайті open3dp.me.washington.edu. Я також можу зв'язатися з Департаментом архітектури в CED, і я був би радий допомогти, як тільки можу. Але більш конкретно, людям потрібно просто зануритися і зробити це без страху перед речами, які не виходять, як вони очікували. Багато наших найкращих відкриттів вийшли з наших найбільших помилок і нещасних випадків.

Дякуємо професору Раелю! Ми з нетерпінням чекаємо зустрічі з Slug Seat та знятими принтерами, і будемо стежити за тим, як розвивається дослідження.

Для людей, які хочуть приєднатися до нас в зоні Maker Faire Bay, що відбудеться 19 і 20 травня в Сан-Матео, відправляйтеся на сайт Faire, щоб отримати всю необхідну інформацію, включаючи способи отримання знижок до 10 травня.

Поділитися

Залишити Коментар