Realizujeme projekty na škole s využitím 3D tisku, 8. díl

Tags: 3D tisk | Petr Fořt | Projekty | SPŠ Žďár nad Sázavou | Vzdělávání

V dneš­ním po­kra­čo­vá­ní na­še­ho vol­né­ho se­ri­á­lu na téma vy­u­ži­tí 3D tisku se po­dí­vá­me na ně­ko­lik za­jí­ma­vých uká­zek vy­u­ži­tí těch­to tech­no­lo­gií v pro­jek­tech. 3D tisk ve spo­je­ní s od­po­ví­da­jí­cím 3D ná­vr­ho­vým soft­warem je vý­bor­nou mož­nos­tí jak se pus­tit i do ná­roč­něj­ších úloh spo­ju­jí­cích v jed­nom celku kon­strukč­ní do­ved­nos­ti s me­cha­nic­ký­mi nebo elek­tro­nic­ký­mi ná­vrhy.

Zachyťme prvotní myšlenky a nápady v podobě 3D modelu

Práce s di­gi­tál­ním pro­to­ty­pem je vý­bor­nou ces­tou pro tvor­bu stu­dent­ských pro­jek­tů. Díky efek­tiv­ním po­stu­pům pro na­vr­ho­vá­ní se rych­le mů­že­me do­stat k pr­vot­ním kon­struk­č­ním ře­še­ním jed­not­li­vých uzlů, nebo do­kon­ce k fi­nál­ní­mu ná­vr­hu vý­rob­ku. Pr­vot­ní kon­cep­ty lze díky po­stu­pům pa­ra­me­t­ric­ké­ho a adap­tiv­ní­ho mo­de­lo­vá­ní roz­pra­co­vat do de­tail­něj­ší po­do­by funkč­ních ná­čr­tů nebo přímo do formy 3D mo­de­lů.

Práce s modelem na úrovni prvních konceptů je díky 3D návrhu snadnější a ilustrativnější

Na této úrov­ni by měla být pra­vi­dlem rych­lost a jed­no­du­chost kon­struk­ce no­vé­ho vý­rob­ku, která má pre­zen­to­vat pře­de­vším zá­klad­ní funkč­ní vazby. Za­chy­ce­ní pr­vot­ní funk­č­nos­ti sou­čás­ti a její trans­for­ma­ce do di­gi­tál­ní­ho pro­to­ty­pu je zá­kla­dem efek­tiv­ní kon­struk­ce. Ty­pic­kým pro­blé­mem za­čí­na­jí­cích uži­va­te­lů je zby­teč­né ře­še­ní de­tai­lů již v po­čát­ku pro­jek­tu. Sou­stře­dí se více na de­tail než na pod­sta­tu. Vy­va­ru­je­me se navíc zby­teč­né ztrá­tě času a sle­pých uli­ček způ­so­be­ných ty­pic­ky slo­ži­tou ge­o­me­t­rií za­ha­lu­jí­cí pod­sta­tu. Pro­ble­ma­tic­ký návrh je v této fázi pro­jek­tu jed­no­duš­ší zcela sma­zat a začít znovu.

Cílem koncepčních konstrukčních návrhů je zachycení počátečních nápadů a funkčnosti

3D tisk jako skvělý pomocník v nejasných případech konstrukce

Již na úrov­ni pr­vot­ních ná­pa­dů a kon­cep­tů lze vy­u­žít 3D tisk jako vý­bor­ný ná­stroj pro vy­jas­ně­ní slo­ži­těj­ších kon­strukč­ních uzlů. S vý­ho­dou mů­že­me v krát­kém čase pro­vě­řit funkč­nost me­cha­nis­mu, nebo vazby jed­not­li­vých sou­čás­tí. Sa­mo­zřej­mě lze tyto si­tu­a­ce si­mu­lo­vat na­pří­klad v CAE ná­stro­jích, ale jsou si­tu­a­ce, kdy je apli­ka­ce jed­no­du­ché­ho ná­zor­né­ho mo­de­lu da­le­ko ilu­stra­tiv­něj­ší a méně prac­ná. Od­ha­le­ní ko­liz­ních stavů a ki­ne­ma­tic­ké vlast­nos­ti me­cha­nis­mu jsou ty­pic­ké si­tu­a­ce, kdy mů­že­me sáh­nou po 3D tisku již na kon­strukč­ní úrov­ni jako po skvě­lém a ná­zor­ném po­moc­ní­ko­vi.

Využití 3D tisku pro řešení základu kinematického mechanismu řízení přední nápravy RC automobilu

3D tisk mů­že­me také na kon­strukč­ní úrov­ni vy­u­žít v si­tu­a­cích, kdy ře­ší­me pro­sto­ro­vé dis­po­zi­ce sou­čás­tí a je­jich ko­li­ze. Může se jed­nat na­pří­klad o ana­lý­zu slo­ži­tě roz­lo­že­né vnitř­ní dis­po­zi­ce vý­rob­ku, kte­rou ana­ly­zu­je­me s vy­u­ži­tím jed­no­du­chých řezů, nebo mo­de­lů vy­ro­be­ných s vy­u­ži­tím tran­s­pa­rent­ních ma­te­ri­á­lů. Pra­cov­ně vy­tvo­ře­ná se­sta­va je velmi ilu­stra­tiv­ní a pra­cov­ní návrh již na úrov­ni pr­vot­ních ná­pa­dů do­stá­vá rych­le re­ál­ný obrys.

Využití 3D tisku pro řešení vnitřní dispozice karoserie RC automobilu

Rychlá cesta k variantám návrhu

Vy­u­ži­tí 3D tisku má také za­jí­ma­vé mož­nos­ti v ob­las­ti ře­še­ní rych­lé­ho ná­vr­hu kon­st­ruk­č­ních va­ri­ant vý­rob­ku. S vý­ho­dou mů­že­me na spo­leč­ném zá­kla­dě roz­ví­jet se stu­den­ty pr­vot­ní myš­len­ky a ty tes­to­vat s vy­u­ži­tím 3D tisku na pra­cov­ních pro­to­ty­pech. Snad­no lze ná­sled­ně najít op­ti­mál­ní cestu k fi­nál­ní­mu ná­vr­hu. Lze kon­zul­to­vat nejen funk­č­nost, ale také de­sign, mož­nos­ti roz­vo­je ná­pa­dů apod. Po­ža­do­va­né změny lze zpět­ně pro­mít­nout do kon­strukč­ní­ho ře­še­ní.

Návrh tvaru karoserie malého modelu automobilu poháněného elektromotorem

Vy­u­ži­tí 3D ná­vr­hu ve spo­je­ní s na­sa­ze­ním adi­tiv­ních tech­no­lo­gií roz­ví­jí zá­klad­ní myš­len­ky práce na di­gi­tál­ním pro­to­ty­pu o další za­jí­ma­vé mož­no­sti. Na více za­jí­ma­vých pro­jek­tů z výuky se mů­že­te po­dí­vat na strán­kách www.spszr.cz.

Zásadní změny, které poskytuje digitální prototyp v oblasti řešení projektu