Realizujeme projekty na škole s využitím 3D tisku, 7. díl

Tags: 3D tisk | Petr Fořt | PLM | SPŠ | Výuka | Žďár na Sázavou

Další díl na­še­ho se­ri­á­lu vě­no­va­né­ho adi­tiv­ním me­to­dám 3D tisku a jejím vy­u­ži­tím ve výuce nejen na střed­ní škole vě­nu­je­me vý­sled­ným pro­jek­tům. Je ob­do­bí ma­tu­rit a zá­vě­reč­ných zkou­šek, které jsou často svá­zá­ny s pro­jek­ty ře­še­ný­mi s vy­u­ži­tím řady tech­no­lo­gií včet­ně 3D tisku. Na­hléd­ně­me proto na za­jí­ma­vé vý­stu­py z pro­jek­tů ře­še­ných v rámci roč­ní­ko­vých pro­jek­tů na­ši­mi stu­den­ty.

Spo­leč­ným jme­no­va­te­lem je apli­ka­ce tech­no­lo­gií 3D tisku, jako přímo vy­u­ži­té­ho ná­stro­je pro vý­ro­bu po­třeb­ných sou­čás­tí pro­jek­tů.

Pro přípravu dat pro 3D tisk využíváme převážně Prusa Slicer

FDM tisk jako dostupný výrobní nástroj pro studentské projekty

Adi­tiv­ní tech­no­lo­gie 3D tisku exis­tu­jí v řadě va­ri­ant. Mezi na­ši­mi stu­den­ty jsou be­ze­spo­ru nej­po­u­ží­va­něj­ší FDM tis­kár­ny růz­ných typů. Hlav­ním dů­vo­dem je do­stup­nost tis­ká­ren a je­jich ne­ná­roč­ný a dlou­ho­do­bě sta­bil­ní pro­voz. Mezi na­ši­mi nejmlad­ší­mi uži­va­te­li se ob­je­vu­jí i ba­za­ro­vé a re­pa­so­va­né kous­ky 3D tis­ká­ren za do­slo­va zlo­mek pů­vod­ní ceny, které jsou často až ob­di­vu­hod­ně spo­leh­li­vé. Často mají i ba­za­ro­vé kous­ky vět­ši­nu kri­tic­kých kom­po­nent velmi za­cho­va­lých. U ta­ko­vé FDM tis­kár­ny stačí pouze na­ma­zat li­ne­ár­ní lo­žis­ka, vy­mě­nit trysku a zkon­t­ro­lo­vat na­ta­že­ní po­hy­bo­vých ře­me­nů.

Velmi oblíbeným tématem projektů je spojení mikropočítačů a pohonných jednotek v dálkově řízených modelech

Přes­nost 3D tis­ká­ren je pro vět­ši­nu stu­dent­ských pro­jek­tů na­pros­to do­sta­ču­jí­cí. Obec­ně se po­hy­bu­je u dobře se­ří­ze­né FDM tis­kár­ny na úrov­ni 0,1 mm. Se­sta­vy lze tedy mo­de­lo­vat „na nu­lo­vé to­le­ran­ce“. Vše do sebe za­pa­dá ihned po sun­dá­ní z tis­ko­vé pod­lož­ky. Pro mon­táž do se­sta­vy je dobré pre­fe­ro­vat ro­ze­bi­ra­tel­né šrou­bo­va­né spoje. Nej­po­u­ží­va­něj­ší tryskou pro tisk pro­jek­tů je mosazná 0,4 mm tryska, která vy­sta­čí prak­tic­ky na vše, pokud zrov­na ne­vy­rá­bí­te me­cha­ni­ku do bu­dí­ku. Na­pří­klad plas­to­vá ozu­be­ná kola lze tisk­nout na FDM při vhod­ně zvo­le­ném ma­te­ri­á­lu cca. od mo­du­lu 0,7 mm.

Malé modely pro začínající techniky v našich kroužcích

Ve spek­tru po­u­ží­va­ných ma­te­ri­á­lů patří k zá­kla­du PLA. Stu­den­ti ve svých pro­jek­tech volí pře­de­vším PET­‑G s ohle­dem na vyšší me­cha­nic­kou odol­nost to­ho­to ma­te­ri­á­lu a sta­bil­něj­ší tisk s niž­ším ne­bez­pe­čím od­tr­že­ný vý­tis­ku od čisté, pří­pad­ně star­ší pod­lož­ky. Ma­te­ri­á­ly s ob­tíž­něj­ším 3D tis­kem jako je nylon, abs apod. se v na­šich stu­dent­ských pro­jek­tech pří­liš ne­vy­sky­tu­jí. Vý­jim­kou jsou flex ma­te­ri­á­ly, nej­čas­tě­ji TPU, který má na úrov­ni 3D tisku spe­ci­fic­kou po­zi­ci. Tisk TPU již ovšem vy­ža­du­je více zku­še­nos­tí a zvá­žit vhod­nou pod­lož­ku.

Ve studentských projektech lze najít i složitější konstrukční témata s vazbou na výpočty a analýzy

Kdy­bych měl jme­no­vat ně­ja­ký za­jí­ma­vý ma­te­ri­ál, který se ve stu­dent­ských pro­jek­tech občas ob­je­ví, tak se jedná jistě o od­leh­če­né LT PLA. Tento, svým způ­so­bem je­di­neč­ný ma­te­ri­ál po­sky­tu­je za­jí­ma­vé ře­še­ní všude tam, kde se sna­ží­me o níz­kou hmot­nost dílu. Ty­pic­kou ob­las­tí je na­pří­klad vý­ro­ba sou­čás­tí pro mo­de­ly le­ta­del a mul­ti­ro­to­ro­vých stro­jů.

S výrobky vytvořenými s využitím PLM a 3D tisku se setkáte i v našich laboratořích

Multioborová témata a moderní metody přípravy projektů

Té­ma­ta, která naši stu­den­ti volí ve svých pro­jek­tech nelze pří­liš roz­dě­lit do ob­las­tí a obo­ro­vých ka­te­go­rií. Za velmi cenné po­va­žu­je­me pře­de­vším uce­le­né ře­še­ní úloh. Může se jed­nat o ty­pic­ky prů­mys­lo­vý vý­ro­bek ze spo­třeb­ní ob­las­ti, stej­ně dobře jako o ukáz­ko­vý sta­veb­ní pro­jekt nebo vý­tvar­né umě­lec­ké dílo. Vzhle­dem k tomu, že jsme prů­mys­lo­vá škola s řadou vzdě­lá­va­cích oborů ve svém port­fo­liu, jsou často vi­di­tel­né pře­de­vším kom­bi­na­ce vý­rob­ků po­chá­ze­jí­cích z 3D tis­ká­ren s řadou obo­ro­vých pro­ble­ma­tik. Fi­nál­ní vý­rob­ky jsou díky tomu velmi kom­plex­ní a cel­ko­vě funkč­ní.

3D tisk a PLM 3D data jako základ výroby součástí automaticky zavlažovaného květináče

Do­stup­nost po­třeb­ných soft­ware ná­stro­jů ško­lám na pro­fe­si­o­nál­ní úrov­ni po­sky­tu­je stu­den­tům ne­ko­neč­né mož­nos­ti in­te­gra­ce no­vých po­stu­pů pro­jek­to­vá­ní a me­to­dik. Na­sa­ze­ní PLM, pří­pad­ně BIM ná­stro­jů v této ob­las­ti je sa­mo­zřej­mos­tí, pokud ne­chce­me zů­stat pouze na úrov­ni sta­ho­vá­ní mo­de­lů z ve­řej­ných da­ta­bá­zí. Ale i v tomto pří­pa­dě často na­ra­zí­me na nut­nost model mo­di­fi­ko­vat z dů­vo­du jeho op­ti­ma­li­za­ce pro 3D tisk.

Návrh designu malé mobilní LED svítilny pro čtení knih a její výroba na 3D tiskárně

Podle zájmu stu­den­tů lze do pro­jek­tů in­te­gro­vat další za­jí­ma­vé tech­no­lo­gie vy­u­ží­va­jí­cí 3D data. V ob­las­ti pre­zen­ta­ce pro­jek­tů vy­u­ží­vá­me tech­nic­ké 3D vi­zu­a­li­za­ce ve spo­je­ní s vir­tu­ál­ní re­a­li­tou. Ta má své ul­ti­mát­ní mož­nos­ti všude tam, kde na roz­mě­ry již ne­sta­čí 3D tisk a chce­me před­sta­vit pro­jekt ve velmi ranné fázi pro­jek­tu na úrov­ni 3D dat.

Součástí projektu pro 3D tisk mohou být i normalizované díly

Zá­vě­rem bych rád po­přál našim stu­den­tům hodně úspě­chů v je­jich dal­ším ži­vo­tě a po­dě­ko­val za je­jich pří­spěv­ky z na­še­ho škol­ní­ho ar­chi­vu pro­jek­tů. Více in­for­ma­cí na­jde­te na strán­kách www.spszr.cz.