Pełnokolorowy druk 3D w architekturze i przemyśle rozrywkowym

Do tej pory w ramach AKADEMII DRUKU 3D CANON poruszaliśmy bardzo specjalistyczne tematy, związane z wykorzystaniem technologii przyrostowych w takich obszarach jak przemysł odlewniczy, jubilerstwo, czy produkcja specjalistycznego sprzętu elektronicznego. Tym razem zaprezentujemy coś lżejszego, chociaż wciąż innowacyjnego. W poprzednim artykule poświęconym wprowadzeniu do technologii CJP – druku 3D w pełnym kolorze, opisywaliśmy przykłady wykorzystania tej metody przyrostowej w architekturze, lub przemyśle rozrywkowym. Teraz zaprezentujemy konkretne przykłady wdrożeń…

Jednym z największych beneficjentów technologii CJP jest architektura. Za pomocą drukarek 3D drukujących z koloryzowanego proszku gipsowego, można budować modele o dowolnej geometrii, bez obaw o konieczność skomplikowanego usuwania struktur podporowych. Dzieje się tak, dzięki wykorzystaniu nie spojonego lepiszczem proszku, który po zakończeniu procesu drukowania jest po prostu odkurzany / wydmuchiwany z modelu, pozostawiając wyłącznie pożądaną bryłę. Jest to szczególnie istotne w przypadku modeli architektonicznych, gdzie występuje mnóstwo drobnych detali, które w większości przypadków są zawieszone pod kątem kilkunastu – kilkudziesięciu stopni względem osi Y.

Druk 3D w architekturze, czyli jak sprostać nawykom projektantów?

Każdy kto miał okazję zajmować się świadczeniem usług druku 3D i miał styczność z modelami dostarczanymi przez pracownie architektoniczne, zawsze spotykał się z tym samym problemem – projekty nie nadawały się do druku 3D w popularnej technologii FDM. Projektanci tworząc makietę budynku, wyposażają ją we wszystkie możliwe detale zewnętrzne i wewnętrzne. Jeżeli mamy do czynienia z budynkiem kilkukondygnacyjnym – w projekcie znajdziemy precyzyjnie zaprojektowane piętra, z dokładnym rozmieszczeniem wszystkich pomieszczeń, a nawet ich wyposażeniem (meble, bądź armatura łazienkowa).

Niestety tego typu projekt jest dostarczany zwykle w formie jednego pliku. Aby móc wydrukować makietę w technologii FDM (lub z żywic światłoutwardzalnych – SLA / DLP), musielibyśmy rozłożyć budynek na części i drukować każdą kondygnację oddzielnie. Jeżeli wewnątrz znajdowałyby się jakieś meble – musielibyśmy również je usunąć z modelu i drukować niezależnie. Powód jest oczywisty – drukując całą kondygnację, jej wnętrze byłoby wypełnione supportami, których nie dałoby się usunąć. Z drugiej strony projektant, który poświęcił mnóstwo czasu na przygotowanie modelu słysząc, że miałby modyfikować go wg wytycznych stawianych przez firmę usługową – i co za tym idzie stworzyć go praktycznie na nowo, szuka alternatywnych metod, np. klasycznego, ręcznego budowania makiet.

Rozwiązaniem okazuje się być technologia proszkowa. Tutaj kwestie podpór wypełniających poszczególne kondygnacje są rozwiązane przez nie spojony proszek gipsowy, którego usunięcie jest banalnie proste. Co więcej, model nie tylko powstaje „w jednym kawałku„, to może być dodatkowo koloryzowany zgodnie z projektem wyjściowym, bez konieczności jego ręcznego malowania.

Canon wdraża technologię CJP na Uniwersytecie Nottingham

Wydział Architektury i Budownictwa Uniwersytetu Nottingham jest jedną z najbardziej prestiżowych uczelni w Wielkiej Brytanii. Studenci uczelni studiują tam architekturę, urbanistykę czy technologie związane z energią odnawialną. Jeden z projektów edukacyjnych rozwijanych przez uczelnię, jest kurs tworzenia modeli przestrzennych metodą przyrostową, którego celem jest wyposażenie przyszłych inżynierów w praktyczne umiejętności, przydatne w codziennej pracy.

Wydział tworzy średnio około 150 modeli rocznie. Do tej pory wykorzystywano różne technologie druku 3D, jednakże okazywały się one często nieefektywne i tworzyły duże kolejki w realizacji zleceń studentów. Zapadła więc decyzja o rozszerzeniu parku maszynowego o nowe drukarki 3D, które będą odpowiadać na potrzeby studentów, przyspieszą produkcję modeli i makiet oraz przy okazji, poprawią jakość samej pracy. Ostatecznie Uniwersytet wybrał ofertę Canon i zainstalował drukarki 3D drukujące w technologii CJP – ProJet 4500 oraz ProJet 660Pro.

Od chwili instalacji Wydział Architektury odnotował szereg korzyści związanych z jej wdrożeniem. Drukarka 3D znacznie skróciła kolejkę do realizacji projektów, praktycznie eliminując jakiekolwiek opóźnienia. Aktualnie, modele są gotowe w czasie 2-3 dni od chwili zgłoszenia ich do wydrukowania. Tradycyjnymi metodami wykonywane byłyby przez ok. 3 tygodnie. Uniwersytet zyskał także finansowo, gdyż drukarki 3D wykorzystujące proszek gipsowy, gwarantują niższy koszt eksploatacji, ponieważ proces druku 3D charakteryzuje się niskimi stratami materiałowymi – praktycznie 100% zostaje wykorzystane na druk 3D samych modeli.

Whiteclouds, czyli druk 3D w pełnym kolorze na skalę przemysłową

Pochodząca z Ogden, w stanie Utah, w USA firma Whiteclouds, jest największą firmą świadczącą usługi druku 3D w pełnym kolorze na świecie. W znakomitej większości są to urządzenia 3D Systems, których dystrybutorem jest Canon. Park maszynowy Whiteclouds wzbudza szacunek…

• ProJet 660 drukujący w technologii CJP – 30 urządzeń
• ProJet 860 drukujący w technologii CJP – 2 urządzenia
• ProJet 4500 drukujący w technologii CJP – 2 urządzenia
• ProJet 5500 drukujący w technologii MJP – 1 urządzenie
• ProJet 3500 HD Max drukujący w technologii MJP – 8 urządzeń
• Objet500 drukujący w technologii PolyJet – 3 urządzenia
• Connex 500 drukujący w technologii PolyJet – 1 urządzenie
• Fortus 250 MC drukujący w technologii FDM – 1 urządzenie.

Łącznie 49 wysokobudżetowych maszyn, drukujących z proszku gipsowego, żywic światłoutwardzalnych oraz termoplastów. Dodatkowo firma posiada maszyny CNC oraz spajające wszystko rozwiązanie w chmurze. Od zeszłego roku rozwija także własną platformę 3DyourPLAN, pozwalającą na wydruk 3D bezpośrednio na podstawie planów architektonicznych przesyłanych do firmy.

Fot. Whiteclouds

Firma specjalizuje się w wydrukach 3D dla branży architektonicznej, ale też realizuje zlecenia dla segmentu medycznego oraz rozrywkowego. Drukuje nie tylko makiety budynków, lecz także całe osiedla bądź rozmieszczenie obiektów komercyjnych i przemysłowych, jak również trójwymiarowe mapy terenowe i geologiczne. Jeśli chodzi o te ostatnie, to są to nie tylko mapy terenów ziemskich – dzięki współpracy z NASA, firma odwzorowuje także krajobrazy Księżyca oraz innych planet Układu Słonecznego.

Fot. Whiteclouds

Whiteclouds bardzo aktywnie działa także w branży rozrywkowej, drukując różnego rodzaju figurki, pamiątki i trofea. Do grona jej klientów należą m.in. takie firmy jak Marvel, Hasbro, Dream Works, Toys”R”Us, Walmart czy… Major League Baseball (MLB). Dużo zleceń otrzymuje od branży gamingowej – wśród jej klientów są takie marki jak Assasin’s Creed, HALO.

Fot. Whiteclouds

Znakomita większość w/w firm zamawia wydruki wykonane właśnie w technologii CJP, która gwarantuje nie tylko pełne odwzorowanie geometrii, lecz również kolor.

Fot. Whiteclouds

Sandboxr i FT3D, czyli drukowanie figurek z gier oraz miniatur rzeczywistych postaci

Sandboxr to firma programistyczna, specjalizująca się także w usługach druku 3D w pełnym kolorze. Jej siedziba to również Utah, z tym że jest nią stolica tego stanu – Salt Lake City. Firma wykorzystuje w pracy technologię CJP do tworzenia spersonalizowanych postaci z gier video. Personalizacja odbywa się za pomocą dedykowanej aplikacji mobilnej stworzonej przez Sandboxr. Wśród wspieranych tytułów znajdują się m.in.: HALO, ARK,Dungeon Defenders, czy Primal Carnage.

Brytyjska firma FT3D specjalizuje się z kolei w drukowaniu miniatur ludzi, którzy są skanowani metodą fotogrametrii. Podczas zeszłorocznych targów Drupa 2016 Canon prezentował wydrukowane postacie reprezentantów Niemiec i Anglii w piłce nożnej:

Technologia CJP otwiera bardzo szerokie możliwości dla sektorów, w których pozostałe – typowo przemysłowe rozwiązania mają dość przeciętne zastosowanie. Chociaż pod względem mechanicznym lub wytrzymałościowym wydruki z proszku gipsowego nie dorównują termoplastom, proszkom nylonowym lub żywicom światłoutwardzalnym, możliwość odwzorowania pełnego koloru oraz relatywnie niskie koszty eksploatacji samych drukarek 3D czynią z technologii CJP bardzo atrakcyjną pozycję dla architektów oraz przedstawicieli branży rozrywkowej.