Questa macchina personalizzata 3D stampa incredibili sculture in ceramica - 💡 Fix My Ideas

Questa macchina personalizzata 3D stampa incredibili sculture in ceramica

Questa macchina personalizzata 3D stampa incredibili sculture in ceramica


Autore: Ethan Holmes, 2019

La mia ricerca esplora metodi non convenzionali per creare un tipo tridimensionale con materiali e tecniche esclusive per la progettazione del tipo, come la ceramica e la stampa 3D desktop. Questa ricerca riflette sullo sviluppo della fabbricazione digitale e le pratiche tipografiche non convenzionali nella nuova era digitale. Ho realizzato un tipo di ceramica tridimensionale come una serie di esplorazioni tipografiche per sfidare e cercare un nuovo modo di creare un tipo tangibile nello spazio tridimensionale.

Sono un grafico e un creatore che ama il tipo 3D. Molti professionisti del design grafico e i type designer hanno lavorato nello spazio 2D esclusivamente per creare il tipo. Questa pratica ha influenzato la "scatola di vetro" che limita la creazione del tipo nel contrasto elevato tra tipo e sfondo. Tuttavia, le lettere di tipo 3D, a differenza del tipo stampato su carta, non si trovano nello spazio statico di una pagina. Queste lettere acquisiscono quindi nuove caratteristiche come trama, struttura, volume e persino interattività.

Come pratica artistica e tipografica, il tipo 3D è convergente poiché l'espressione artistica, la tecnica di costruzione e la materialità hanno ciascuno un ruolo da svolgere per creare lettere nello spazio tridimensionale. Questa nuova tecnologia fornirebbe buoni strumenti per la pratica tipografica non convenzionale. Mi piace condividere ciò che ho imparato dalla mia pratica creativa.

Costruire il mio strumento personale

Nel 2014, ho realizzato pezzi di ceramica fatti a mano per creare un tipo modulare - ho realizzato stampi in gesso e fuso pezzo per pezzo. Dall'estate del 2015, mi sono interessato anche alla possibilità di combinare tipografia, ceramica e stampa 3D come un modo alternativo di utilizzare funzionalità high-tech. La stampa desktop 3D ha attirato la mia attenzione soprattutto perché non ha bisogno dello spazio e delle attrezzature per uno studio di argilla. Riesco a rendere più complesso e una maggiore varietà di design modulari con il nuovo strumento. Con la stampante 3D delta auto-costruita e un estrusore a coclea, sono in grado di stampare oggetti ceramici stampati in piccola e media scala fino a 300 mm di altezza con un diametro di 300 mm.

La mia stampante 3D ceramica è stata costruita sulla base di una stampante 3D stile delta. Nell'estate del 2015, ho acquistato un kit per stampante 3D fai da te. Ho giocato con le stampanti 3D delta open source per capire cosa posso fare con questo nuovo strumento e tecnologia. Esistono diversi tipi di stampanti 3D e RepRap è uno dei famosi progetti open source. Le stampanti RepRap sono in grado di produrre le proprie parti - non tutte le parti, ma è in grado di stampare alcune parti - e renderle auto-replicative. Poiché molti possono costruire le proprie macchine RepRap a costi contenuti, sono una delle stampanti 3D più economiche per designer, artisti e produttori.

Per me, la caratteristica più eccitante di queste stampanti 3D fai-da-te è che posso costruire il mio strumento e personalizzarlo per fare qualcosa. Poiché non esisteva una stampante 3D in grado di stampare argilla, avevo bisogno di creare la mia stampante. In poche parole, ho creato i miei strumenti per realizzare qualcosa che non ero in grado di creare con le mie mani. Quando ho cercato di realizzare una stampante 3D ceramica fai da te, ho trovato un post sul Make: e sono rimasto davvero colpito. Anche se non ho usato la versione di Jonathan, mi ha aiutato a vedere il modo di farlo, e l'ho fatto a modo mio.

Estrusore di argilla pneumatica

Dopo aver costruito e calibrato la mia prima stampante 3D in stile Delta Delta, ho creato il mio estrusore di argilla. All'inizio, ho provato a usare i dosatori di colla, ma non riuscivano a estrudere bene l'argilla. Inoltre, non potrei usare un PSI più elevato per estrudere l'argilla a causa di alcuni problemi di sicurezza. Alla fine, ho fabbricato il mio estrusore di argilla e il contenitore con un tubo in PVC in grado di sopportare un PSI più elevato. La parte più difficile era renderla ermetica e resistere fino a 80 PSI. La pipa dice che può resistere fino a 330 PSI, ma non ho testato più di 95 PSI.

nota: il PVC non è un materiale sicuro per la pressione. Si prega di altri materiali come l'acciaio per evitare possibili lesioni.

Ho realizzato un paio di prototipi con tubi e raccordi in PVC e la quarta versione funzionava correttamente senza perdite. Sebbene facessi un buon estrusore di argilla, non era ancora facile stampare l'argilla. Richiedeva diverse stampe di prova per trovare la giusta PSI e le configurazioni di slicing. I primi lavori erano semplici forme geometriche e avevano alcuni problemi, ma ero molto entusiasta di creare nuovi oggetti in ceramica.

Stampante Delta di medie dimensioni Durante l'estate, ho realizzato un numero decente di prototipi e volevo realizzare una stampante specializzata per l'argilla. Il prossimo passo del nuovo progetto è stato la creazione della mia stampante 3D in grado di stampare oggetti in ceramica di piccole e medie dimensioni. Poiché la prima stampante non era in grado di stampare pezzi più grandi, volevo creare una versione scalata. Come ho già detto, RepRap è in grado di produrre le proprie parti, rendendola auto-replicativa. Un giorno mi sono reso conto che la mia stampante 3D è in grado di produrre una nuova stampante e volevo fabbricare una versione più grande di una stampante 3D delta style. C'erano numerosi problemi tecnici e meccanici.

Per realizzare la stampante, ho stampato parti usando la mia stampante 3D e parti ordinate: alberi d'acciaio, motori, interruttori, Arduino, ecc. Per realizzare parti superiori e inferiori, ho usato un foglio di MDF, ma non ho ottenuto la precisione che volevo senza CNC. Così, ho provato a trovare uno spazio con un laser cutter per tagliare il plexiglass. Finalmente, sono stato in grado di accedere a un cutter laser nel campus della Appalachian State University dopo essermi trasferito in North Carolina per un nuovo lavoro.

Sebbene avessi tutte le parti, ho faticato a far funzionare correttamente la mia stampante per circa due mesi. Ha avuto un problema con la calibrazione e non sapevo come risolverlo. Dato che non avevo idea del firmware per Arduino e Ramp Board e nessuno poteva insegnarmi, ho cercato su google le informazioni per imparare come creare il firmware giusto. Ho testato più di 40 firmware differenti. È stato un lavoro noioso testare così tante diverse configurazioni, ma è quello che so fare. Domenica 25 ottobre 2015 ho risolto il problema e la stampante ha iniziato a funzionare correttamente. Ho provato la calibrazione con carta e penna perché mostra una gradazione che dipende dal valore Z sottile e consente di trovare la calibrazione. La prima parola che ho scritto con la mia stampante era "HI". Ora posso scrivere parole più complicate con la mia macchina. Ho creato una carta vacanze per i miei amici con la macchina.

Ho studiato grafica per più di 10 anni e non ho una laurea in ceramica o ingegneria. Anche se ho una certa conoscenza della ceramica da corsi elettivi d'arte e alcune conoscenze di programmazione, non era abbastanza. Sicuramente, ci è voluto del tempo per insegnarmi come costruire la mia stampante 3D e l'estrusore di argilla. Tuttavia, sono un produttore nato in natura e bravo in lavori noiosi. Comincio con un'idea ambiziosa e sono disposta a risolvere infiniti problemi di risoluzione dei problemi. Ho realizzato un prototipo con un'idea, testato il prototipo, documentato il risultato e realizzato un altro prototipo come altri designer che apprezzano molto la potenza del processo di progettazione. Per risolvere i problemi, ho bisogno di imparare attraverso la creazione e la documentazione dei progressi. Imparo da ogni fallimento e successo.

L'argilla è un materiale affascinante e sensibile. Era essenziale trovare la giusta viscosità dell'argilla. Non dovrebbe essere troppo morbido o troppo solido. Se l'argilla è troppo solida, non può essere estrusa senza problemi. E se è troppo morbido, ha una maggiore possibilità di collassare durante la stampa.

Ho iniziato con argilla bianca a basso fuoco perché ha meno particolato ed è abbastanza morbido da essere facilmente estruso. Poiché l'argilla non è normalmente abbastanza morbida, dovrebbe essere mescolata con acqua extra. Devo aggiungere ulteriore acqua per renderla morbida, ma questo ha causato il collasso durante la stampa.

Le prime stampe non erano complesse e relativamente più facili da stampare. Tuttavia, i modelli 3D complessi non sono facili da stampare a causa del collasso. La mia soluzione temporanea per il problema era usare una pistola termica per far asciugare l'argilla umida più velocemente. Di recente, ho installato tre ventole da 120mm sulla stampante e che soffiano aria attraverso il piano di stampa. Non è la soluzione definitiva, ma aiuta.

Ho un paio di idee per risolvere questo problema in modo più efficace e metterò alla prova presto. Poiché non posso usare i materiali di supporto, ho dovuto pensare a come progettare strutture auto-rinforzanti senza supporti.

Dal momento che posso riutilizzare l'argilla cruda, ho recuperato la maggior parte dei miei errori di stampa. Tuttavia, apprezzo le stampe e gli errori di stampa falliti poiché lasciano alcuni commenti sulla promessa della fabbricazione digitale. I miei amici artisti amano le stampe cadute o lasciate cadere. Quindi, non ritengo alcuni errori di stampa interessanti e talvolta stampo qualcosa e lo faccio cadere per creare qualcosa di totalmente nuovo - lo chiamo collaborazione con la gravità.

Per realizzare la mia ultima scultura tipografica, avevo intenzione di creare imprecisioni disordinate nella parte inferiore e di stampare gradualmente bene i seguenti livelli. Sebbene sia ancora più difficile della normale stampa, mostra trame interessanti e voglio giocarci di più. Costruire il mio strumento, un estrusore di argilla coclea

Nell'estate 2016, volevo realizzare un nuovo estrusore perché non potevo stampare forme più complesse con il mio estrusore di argilla pneumatica. Secondo la mia ricerca, alcune aziende di distribuzione della colla e alcune persone stanno usando una valvola a coclea per controllare l'estrusione di pasta.

Ancora una volta, ho approfittato della stampante 3D per creare i miei strumenti. Ho progettato viti e alloggiamenti della coclea su Rhino e li ho stampati. Per più di tre settimane, ho progettato e testato 56 viti diverse e 8 alloggiamenti. Le viti e l'alloggiamento sono stampati con PLA. Poiché c'era una perdita sull'estrusore, avevo bisogno di diversi test per risolvere il problema. Il mio estrusore a coclea mostra risultati piuttosto impressionanti. La combinazione di trivella # 55 e alloggiamento # 7 ha funzionato bene insieme, anche se ci sono alcuni problemi. Ho intenzione di svilupparlo ancora di più.

Stampa e cottura Argilla e Argilla metallica preziosa

Ho stampato diversi corpi di argilla: argilla bianca, gres, porcellana e argilla di metalli preziosi (rame). La maggior parte dei corpi di argilla sono molto simili se non hanno grog (particolato). Tuttavia, hanno tassi di contrazione diversi. Ecco perché è necessario testare il processo di cottura.

Dopo le stampe riuscite, seguono due passi di cottura di base; cottura al bisque e glasura. Durante ogni cottura, l'argilla raggiunge determinate temperature per assicurare che i corpi di argilla maturino in ceramica. Diversi corpi di argilla dovrebbero essere sparati alle diverse temperature per maturare i corpi di argilla, in altre parole, per vetrificare l'argilla. Il restringimento avviene nella fase di vetrificazione. Quando ottieni argilla dalle forniture di ceramica, ti dice quale temperatura dovresti usare - si chiama cono in ceramica. Il nome derivato dal cono pirometrico utilizzato per misurare il calore. In questi giorni, sto usando porcellana di medio livello (cono 5-6, 2167 - 2232F)

La stampa di metalli preziosi (aka PMC) è un entusiasmante progetto di collaborazione con Marissa Saneholtz. L'argilla metallica è costituita da particelle molto fini di metalli come rame, bronzo e argento. Questi metalli mescolati con un legante e acqua per renderlo simile all'argilla. Poiché può essere modellato come argilla morbida, può essere usato per fare gioielli e piccole sculture. Sono relativamente costosi rispetto ad altre argille e metalli. L'argilla di rame è il materiale più costoso che ho usato.

PMC richiede un processo di stampa simile, ma è leggermente diverso. Come con altri corpi di argilla, mescolo un pezzo di argilla e acqua fino a raggiungere una certa consistenza. Dato che è un materiale costoso, non posso stampare un pezzo grosso e cerco di non sprecarlo. Dopo aver stampato la stampa, è necessario asciugarla prima di accenderla. Una volta asciutto, l'argilla è dura, rendendo facile fare alcuni ritocchi. Tuttavia, potrebbe essere fragile e delicato a seconda del design. L'argilla può essere sparata in vari modi, ma abbiamo usato un forno elettrico per sparare il PMC stampato in 3D. Dopo aver sparato, devono essere fatti ruotare per essere lucidati. Per maggiori dettagli, vedere la mia pagina sul processo qui.

Questo materiale ci ha portato sfide diverse. Il tasso di contrazione era più alto che con altre argille e talvolta hanno delle crepe. Ha trasformato il pezzo rotto in una bellissima spilla con un oggetto in ceramica stampata in 3D. Abbiamo trovato il tasso di contrazione e prodotto piccoli oggetti in rame stampati in 3D. È solo il primo round e abbiamo intenzione di esplorarlo di più.

Processo di stampa 3D di argilla

Step 01: Produce un modello 3D usando Computer-Aided Design (sto usando Rhino).

Passaggio 02: convertire il disegno CAD in file STereoLithography (STL).

Passo 03: Taglia il modello 3D e crea G-code (sto usando Repetier Host Mac).

Passo 04: installazione della macchina e caricamento di argilla in estrusore di argilla fai da te.

Passo 05: lascia che la stampante 3D funzioni. Il tempo di stampa può variare in base alla complessità e alle dimensioni.

Passo 06: rimuovere l'oggetto stampato dalla macchina e lasciarlo asciugare completamente.

Step 07: per ceramica, cottura di bisque e cottura di glasura. (Anche PMC ha bisogno di processi di accensione a due fasi)

Software

Sono un grafico e ho usato i computer Mac per un lungo periodo. Quindi, sto usando Rhinoceros 5 per Mac per progettare i modelli 3D. Ho usato Rhino solo per un anno e non è stato facile adattarlo al software CAD 3D. Quando le mie capacità di modellazione 3D migliorano, posso progettare forme più complesse. Quando ho bisogno di disegnare forme organiche, sto usando anche Sculptris. Sculptris è un software interessante per la scultura digitale. Inoltre, uso Slic3r per generare g-code e Repetier host 1.0.1 per Mac per controllare la stampante 3D. Quando ho bisogno di progettare un tipo 3D o un disegno complesso, disegno alcune forme in Adobe Illustrator e importa il file in Rhino. Quando ho bisogno di una scansione 3D, utilizzo un MS Kinect e Skanect per la scansione 3D di figure o oggetti umani.

Qual'è il prossimo?

Sono nel mondo accademico ed è mio compito condividere ciò che ho imparato dalle mie ricerche. Voglio condividere il mio lavoro con persone creative attraverso conferenze e mostre.I miei studenti sarebbero in grado di prendere la mia classe di metodo digitale che copre la progettazione 2D e 3D e la fabbricazione digitale. Ho provato quello che posso fare con questa nuova tecnologia e farò di più e testare di più. Ho in programma di richiedere alcune borse di ricerca per costruire una stampante più grande e un estrusore di argilla più grande. Con la nuova stampante, voglio stampare sculture tipografiche 3D a scala umana con argilla o cemento. Inoltre, spero di condividere alcune nuove esplorazioni con la nuova macchina qui su questo blog nel prossimo futuro.

Grazie per aver letto. Sono sempre alla ricerca di opportunità e luoghi per mostrare la mia ricerca. Vi prego di contattarmi se siete interessati a un workshop, a un talk di artisti oa un'esibizione.

Puoi vedere il mio ultimo lavoro sul mio Instagram.



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