Realizujeme projekty na škole s využitím 3D tisku, 14. díl

Tags: 3D tisk | BIM | Disky | Držáky | PLM | SPŠ

V dneš­ním dílu na­še­ho se­ri­á­lu vě­no­va­né­ho mož­nos­tem vy­u­ži­tí 3D tisku nejen ve škole se od­pou­tá­me od mo­de­lář­ských témat. Po­dí­vá­me se blíže na mož­nos­ti vy­u­ži­tí 3D tisku při zpra­co­vá­ní růz­ných typů sou­čás­tí, které mohou usnad­nit stav­bu, pří­pad­ně la­dě­ní po­čí­ta­če. Jedná se o téma, po kte­rém mů­že­me sáh­nout i ve výuce spo­leč­ně s vý­kla­dem tech­nic­ké­ho ře­še­ní a stav­by po­čí­ta­če na míru.

V dneš­ním člán­ku po­u­ži­ji další pro­jekt z naší škol­ní praxe, který jsme apli­ko­va­li při stav­bě po­čí­ta­če. Jed­na­lo se o za­ří­ze­ní pro spe­ci­ál­něj­ší po­u­ži­tí, ne ty­pi­zo­va­né PC v učeb­nách. Pro­jekt byl řešen s ohle­dem na jed­no­du­chost a re­a­li­zo­va­tel­nost na půdě školy opět s vy­u­ži­tím FDM tisku. Byly ovšem op­ti­ma­li­zo­vá­ny ma­te­ri­á­ly s ohle­dem na pev­nost a zvý­še­nou te­pel­nou odol­nost. Při vý­ro­bě byly po­u­ži­ty pře­váž­ně plas­ty se zvý­še­nou te­pel­nou odol­nos­tí, pří­pad­ně v kri­tic­kých mís­tech kon­struk­ce spe­ci­ál­ní sa­moz­háši­vé plas­ty, které se v po­sled­ní době ob­je­vu­jí na trhu s tis­ko­vým ma­te­ri­á­lem.

Počítač se SATA diskovým polem RAID 1 a Hot spare diskem

Cílem na­še­ho pro­jek­tu byla re­kon­struk­ce po­čí­ta­če. Hlav­ním úko­lem bylo nejen po­sta­vit po­čí­tač vy­ba­ve­ný 14. ge­ne­ra­cí CPU, ale také úlo­žiš­těm RAID 1. Vel­kou vý­ho­dou při kon­struk­ci byla přímo do­stup­ná zá­klad­ní 3D data po­čí­ta­čo­vé skří­ně na strán­kách vý­rob­ce. Jed­not­li­vé sou­čás­ti bylo tedy možno na­vrh­nout přímo pro exis­tu­jí­cí model skří­ně bez nut­nos­ti slo­ži­té­ho mě­ře­ní roz­mě­rů, pří­pad­ně zpět­né di­gi­ta­li­za­ce.

Tisk jednotlivých součástí sestavy zabral pouze pár hodin

Po­čí­tač je určen pro zá­lo­ho­vá­ní pro­jek­tů a dat v naší 3D la­bo­ra­to­ři. Při práci v PLM, pří­pad­ně BIM apli­ka­cích ve spo­je­ní s vir­tu­ál­ní re­a­li­tou vzni­ka­jí sou­bo­ry o ve­li­kos­ti i přes 1 GB. Ty zá­lo­ho­vat na hlav­ním škol­ním ser­ve­ru je sice možné, ale eko­no­mic­ky ne­ú­nos­né. Bylo tedy nutné vy­tvo­řit lev­něj­ší, ale spo­leh­li­vé ře­še­ní s do­sta­teč­nou a dlou­ho­do­bě funkč­ní sta­bi­li­tou.
Zá­kla­dem byla kon­struk­ce pa­ra­me­t­ric­ké pod­se­sta­vy pro roz­ší­ře­ní skří­ně po­čí­ta­če pro snad­nou ma­ni­pu­la­ci s dis­ko­vým polem. U to­ho­to pro­jek­tu jsme se za­mě­ři­li na vy­tvo­ře­ní mon­táž­ní klece na disky. Jedná s o vý­bor­nou a prak­tic­kou po­můc­ku usnadňující práci s dis­ko­vým polem v běžné skří­ni, která nemá mon­táž­ní hot-plug. Po­ku­si­li jsme se najít uni­ver­zál­něj­ší ře­še­ní, které by bylo jed­no­du­še vy­ro­bi­tel­né na 3D tis­kár­ně a snad­no apli­ko­va­tel­né pro různé typy skří­ní u kte­rých není k dis­po­zi­ci mon­táž­ní kit pro 3,5“ disky.

Finální sestava klece pro dva až tři 3,5“ disky

Za­po­je­ní ná­vr­hu je po­sta­ve­no na osvěd­če­ném dis­ko­vém poli RAID 1 s pří­pad­ným tře­tím ná­hrad­ním Hot Spare dis­kem pra­cu­jí­cím na SATA RAID řa­di­či. Jedná se o jed­no­du­ché, ale dlou­ho­do­bě sta­bil­ní ře­še­ní zá­lo­ho­vá­ní, které lze po­u­žít prak­tic­ky v li­bo­vol­ném vět­ším po­čí­ta­či. Vy­svět­lo­vat prin­cip úlo­žiš­tě je nad rámec na­še­ho té­ma­tu. Ale ale­spoň zjed­no­du­še­ně. Data jsou sou­čas­ně za­pi­so­vá­na (zr­ca­dle­na) v iden­tic­ké po­do­bě ne na jeden, ale dva disky. Díky po­u­ži­té SATA tech­no­lo­gii mů­že­te data pře­číst při vý­pad­ku prak­tic­ky na li­bo­vol­ném po­čí­ta­či s funkč­ním SATA řa­di­čem, a to do­kon­ce i bez funk­ce RAID 1. Hot Spare disk je skvě­lý v tom, že na­hra­dí zcela au­to­ma­tic­ky jeden z disků RAID 1 pole v pří­pa­dě jeho vý­pad­ku.
V našem pří­pa­dě bylo nutné celé ře­še­ní osa­dit do exis­tu­jí­cí mATX skří­ně, u které ne­by­lo k dis­po­zi­ci do­sta­teč­né množ­ství uchy­ce­ní disků v op­ti­mál­ní po­lo­ze před 120 mm ven­ti­lá­to­rem. Do­sta­teč­né a sou­vis­lé chla­ze­ní disků je zcela kri­tic­ké pro je­jich dlou­ho­do­bou ži­vot­nost a spo­leh­li­vost. Jako disky byly vy­u­ži­ty ve fi­ná­le „tři­a­půl­ky“ SATA disky se stan­dar­dem zá­pi­su CMR, které jsou pro tyto účely skvě­lou eko­no­mic­kou vol­bou z hle­dis­ka ka­pa­ci­ty a dlou­ho­do­bé ži­vot­nos­ti.
Při kon­struk­ci jsme vy­u­ži­li pa­ra­me­t­ric­ký di­gi­tál­ní pro­to­typ a 3D ná­stro­je pro op­ti­ma­li­za­ci prou­dě­ní vzdu­chu. Se­sta­va byla roz­dě­le­na šrou­bo­vý­mi spoji na ně­ko­lik sou­čás­tí. Vznik­la pod­se­sta­va, kte­rou lze nejen snad­no osa­dit do skří­ně PC, ale také v pří­pa­dě po­tře­by i jed­no­du­še opra­vit tis­kem no­vé­ho dílu. Fi­nál­ní ře­še­ní přímo na­va­zo­va­lo na čelní 120 mm ven­ti­lá­tor.

Dva 3,5“ disky uspořádané do RAID 1 pole uchycené v montážní kleci z 3D tiskárny (řešení bez třetího Hot spare disku)

Kon­struk­ce dr­žá­ku je velmi jed­no­du­chá. Jedná se opět o ro­ze­bi­ra­tel­ně mon­to­va­nou se­sta­vu sklá­da­jí­cí se z ně­ko­li­ka sou­čás­tí vy­tvo­ře­ných po­mo­cí pa­ra­me­t­ric­ké­ho mo­de­lo­vá­ní. Možná se ze­ptá­te, proč není vy­ro­ben jako je­di­ný kus, jedná se přece jen o tva­ro­vě tri­vi­ál­ní model. Dů­vo­dy jsou dva. V první řadě pev­nost sou­čás­tí vůči po­lo­ze vrs­tev, kdy mo­de­ly nej­čas­tě­ji prask­nou při me­cha­nic­kém na­má­há­ní. Dru­hým dů­vo­dem je pak snad­něj­ší vý­ro­ba, opra­vi­tel­nost a tva­ro­vé mo­di­fi­ka­ce.
Při ná­vr­hu se­stav pro 3D tisk je vždy vhod­né oprav­du zvá­žit op­ti­mál­ní kon­struk­ci vý­ro­bu s ohle­dem na další po­u­ži­tí vý­rob­ku. Není ani nutné vlast­nit 3D tis­kár­nu s vel­kým tis­ko­vým pro­sto­rem. Se zna­los­tí kon­stru­o­vá­ní s vy­u­ži­tím 3D di­gi­tál­ní­ho pro­to­ty­pu si mů­že­me vy­tvo­řit vše dle vlast­ních před­stav a fan­ta­zie. Na další za­jí­ma­vé pro­jek­ty s vy­u­ži­tím nejen 3D tisku se mů­že­te po­dí­vat na na­šich škol­ních strán­kách www.​spszr.​cz.