3D-tulostus ja laserleikkaus. Johdatus numeerisen ohjauksen työstökoneisiin ja fyysisten kappaleiden tietokonemallinnukseen

Transkriptio

1 3D-tulostus ja laserleikkaus Johdatus numeerisen ohjauksen työstökoneisiin ja fyysisten kappaleiden tietokonemallinnukseen

2 Fyysisten kappaleiden mallinnus tietokoneelle

3 Ohjelmia 2D- ja 3D-mallien tekoon Tinkercad Ilmainen Nettipohjainen Yksinkertainen Monimutkaisten kappaleiden teko voi olla haastavaa

4 Ohjelmia 2D- ja 3D-mallien tekoon OpenSCAD Ilmainen Komentosarja- eli skriptipohjainen käyttöliittymä Pohjimmiltaan parametrisoitava

5 Ohjelmia 2D- ja 3D-mallien tekoon Tinkercad - OpenSCAD - Muita käytettyjä ohjelmia: SketchUp - (Talojen/huonekalujen ja muiden tavaroiden mallinnukseen, eikä niinkään pienten osien tekoon) Blender - (Käytetään enemmän taiteellisten ominaisuuksien vuoksi, eikä niinkään toimivien laitteiden osien tekoon) Kaupallisia ohjelmia: SolidWorks, Solid Edge ja monia muita

6 Pyörää ei tarvitse keksiä uudelleen 2D- ja 3D-malleja saa ladattua ilmaiseksi internetistä:

7 Tietokonemallista kappaleeseen

8 Jokaista 2D- ja 3D-mallia ei voida valmistaa! Kuitenkin lähes mitä tahansa on mahdollista 3D-tulostaa tietyin rajoituksin. Työstölaite asettaa rajoitteita sille, kuinka pieniä yksityiskohtia on mahdollista valmistaa. Käytettävä laite rajoittaa myös kappaleen muotoja. 2D-malli tuodaan fyysiseksi kappaleeksi laserleikkurilla. Rajoitteita lähinnä leikattavan materiaalin paksuus ja leikattavien muotojen koko (Materiaalia poltetaan pois; poistetun muodon ulkohalkaisija on hieman pienempi kuin materiaaliin jääneen reiän sisähalkaisija) 3D-malli tuodaan fyysiseksi kappaleeksi 3D-tulostamalla.

9 Haasteet 3D-tulostuksessa Pajan tulostimet ovat FDM-tulostimia. Kappale tuotetaan kerroksittain aina edellisen kerroksen päälle. Uusi kerros voi tulla hieman edellisen kerroksen reunan yli. Siltamaiset rakenteet ovat mahdollisia, mutta täysin tyhjän päälle ei pysty tulostamaan.

10 Tukirakenteiden avulla voidaan 3D-tulostaa hankalatkin muodot Tulosteet ovat suurimmaksi osaksi tyhjää ja kappaleen sisällä on yleensä tukirakenne kannattamassa kappaleen yläpintaa ja antamassa fyysistä kestävyyttä Tukirakenteet tuotetaan automaattisesti 3D-tulostusohjelmaa käyttäen.

11 3D-tulostustekniikoita Pursottaminen Tulostettavaa materiaalia pursotetaan kuuman suuttimen läpi. (Kaikki pajan tulostimet käyttävät tätä tekniikkaa) Stereolitografia Materiaalina neste. Tulostustasoa lasketaan kerroksittain samalla kun muodot valotetaan ja valotetut muodot kovettuvat. Jauheisten materiaalien sitominen Jauhe levitetään pedille ja halutut kohdat jauheesta sidotaan laserilla, kuumalla ilmalla tai jollain nesteellä/liimalla. Laminointi Materiaalilevyistä leikataan esineen poikkileikkaus ja levyjä kiinnitetään toisiinsa kerros kerrokselta liimaamalla.

12 Työstökoneet eivät suoraan käsittele tietokonemalleja Työstökoneet käyttävät G-koodia työstämiseen. G-koodi koostuu yksinkertaisista käskyistä joita annetaan koneelle jopa miljoonia yhden kappaleen työstämiseksi Itse laitteet sisältävät hyvin vähän älyä, mutta asettavat jonkin verran rajoitteita komennoille. (Maksiminopeudet, liikerajat, lämpötilat yms.) Vääränlainen käsky voi rikkoa työstökoneen!

13 3D-tulostuksen G-koodin luonti Cura Generoi pyydettäessä automaattisesti tukirakenteet Tuottaa G-koodin annettujen asetusten perusteella

14 Kysymyksiä? Pajan assistenteilta saa apua 3D-tulostuksessa, laserleikkauksessa ja mallinnuksessa. Tule kysymään pajalla!