3D Hana STRAJNAR e-pošta: hana.strajnar@gmail.com 3D TEHNOLOGIJA TISKA - i. DEL Človek je že od nekdaj nagnjen k poustvarjanju podob iz narave in sveta okoli sebe. Izdelava 3D-prototi pov je bila še do nedavnega zelo draga in dolgotrajna, zato ne preseneča, da se je pojavila potreba po cenejši in hitrejši izdelavi 3D-modelov. V poznih sedemdeseti h leti h 20. stoletja se je porodila zamisel o 3D-prototi pih, ki bi nastali z nalaganjem plasti . Nova smer industrije, imenovana hitro prototi piranje ali izdelava prosti h oblik, je korenito spremenila oblikovanje in proizvodnjo izdelkov. prototi piranje ali izdelava prosti h oblik, je korenito spremenila oblikovanje in proizvodnjo izdelkov. S prihodom 3D-ti skalnikov je 3D-ti sk, ki je med najnovejšimi tehnologijami hitrega prototi piranja, doživel nena- den vzpon. Zaradi enostavne uporabe 3D-ti skalnikov, znižanja stroškov izdelave in cenejših materialov je postala tehno- logija 3D-ti ska dostopna širšemu krogu. Vprašanje predstavljivosti 3D-prototi pa modela, ki je bilo še do nedavnega odvi- sno od sposobnosti vizualizacije posame- znika, je postalo stvar preteklosti . Komu- nikacija tako znotraj določenega podjetja kot tudi med proizvajalcem in naročnikom je postala zaradi večje nazornosti prikaza realnega modela učinkovitejša, izredno kratki časi izdelave pa so v veliko pomoč pri odpravljanju morebitnih napak. 3D-ti skalniki podjetja Z CORPORATION Podjetje Z Corporati on razvija, proi- zvaja svetovno najhitrejše visokoreso- lucijske 3D-ti skalnike, ki omogočajo ti sk 3D-barvnih modelov z uporabo ti skalnih glav. 3D-ti skalniki Z Corporati on v stan- dardni kapljični tehniki oblikujejo modele tako, da nanašajo plast za plastjo prahu, med te tanke plasti pa selekti vno nalaga- jo tekoče vezivo. Razlika med kapljičnimi in 3D-ti skalniki je v tem, da se pri 3D-ti - skalnikih papir ne vlaga v ti skalno glavo, ampak ta premika ti skalno (kapljično) glavo nad podlago iz prahu, na katero ti ska podatke o prečnem prerezu, ki jih dobiva iz programskega vmesnika (6 ). Pri 3D-ti sku se lahko uporabljajo različ- ni materiali, in sicer: visokokakovostni prah ↗ elastomerni material ↗ material za neposredno litje ↗ material za litje ↗ Prednosti 3D-ti ska Hitrost izdelave ↗ Z Corporati on 3D-ti skalniki so od pet- do desetkrat hitrejši kot druge 3D-tehnologije, saj je čas nalaga- nja plasti veliko krajši, tako da je plast obdelana že v nekaj sekun- dah. Za izdelavo ene plasti pri barv- nem ti sku potrebuje pol minute, kar pomeni od 25 do 50 milimetrov na uro, pri enobarvnem (brezbarv- nem) ti sku pa deset sekund. Ločljivost in velikost ↗ Ločljivost je podana v debelini pla- sti in X-Y-resoluciji v dpi. Tiskalnik ti ska z ločljivostjo 540 x 600 dpi in s tem zagotavlja popoln videz mode- la. Poleg tega so izjemno natančni, saj je debelina plasti , ki jo nanese v enem prehodu, od 0,089 do 0,102 mm. Največja velikost modela, ki jo ti skalnik lahko izdela, je 254 x 381 x 203 mm (X Y Z). (2) Značilnosti 3D-modelov ↗ Nati snjeni 3D-modeli (makete) so dovolj odporni proti doti kom, pre- našanju, držanju ter preučevanju. S premazom dobijo končni modeli lepši lesk, poveča se jim tudi tr- dnost. Tiskalnik lahko gradi mode- le velike kompleksnosti (1). Nosilna stena modela mora biti debela vsaj sti in X-Y-resoluciji v dpi. Tiskalnik ti ska z ločljivostjo 540 x 600 dpi in s la. Poleg tega so izjemno natančni, saj je debelina plasti , ki jo nanese v enem prehodu, od 0,089 do 0,102 mm. Največja velikost modela, ki jo ti skalnik lahko izdela, je 254 x Nati snjeni 3D-modeli (makete) so našanju, držanju ter preučevanju. S premazom dobijo končni modeli le velike kompleksnosti (1). Nosilna stena modela mora biti debela vsaj tri milimetre, najmanjša debelina drobnih detajlov pa vsaj dva mili- metra, medtem ko so detajli na po- vršini lahko debeli do milimeter (3). Postopek izdelave 3D-modela Do 3D-modela lahko pridemo različne. Lahko modeliramo v 3D-modelirnikih, kot je Rhinoceros (skice, 2D-načrti ), ali s pomočjo digitalizacije modela (3D-odči- tavanje). Možna je tudi kombinacija 3D- odčitavanja in 3D-modeliranja. 3D-odčitavanje ↗ 3D-odčitavanje je postopek digi- talnega zajema oblike modela, na osnovi katerih se izrišejo površine modela, zaradi česar je modelira- nje veliko hitrejše. Slika 1: Zprinter 450 ter z njim natisnjeni barvni 3D-modeli. 14 - GRAFIČAR Odčitavanje poteka tako, da se objekt prelepi z refl eksivnimi toč- kami, ki opti čnemu čitalniku omo- gočijo orientacijsko umerjanje na površino objekta. Sledi počasno in enakomerno pomikanje po površini objekta, postopek zajema podatkov pa se zaključi s programsko opremo ZScan, ki samodejno izdela datote- ko .stl in jo uvozi v 3D-CAD-paket programske opreme ali izhod 3D-ti - skalnika (4). Opti čni čitalniki se razlikujejo med seboj po kakovosti . Ta je defi nira- na glede na vrsto uporabe, večji model pa običajno pomeni manjšo natančnost in nasprotno. Ročni pri- pomoček ZScanner 700 je primeren za odčitavanje objektov do velikosti osebnega avtomobila, omogoča pa 18.000 meritev na sekundo. Novej- ši Zscanner 800 je visoko ločljivo- stni ročni čitalnik, ki omogoča kar 25.000 meritev na sekundo. Novost na trgu je tudi Zscanner 700 CX, ki je prvi barvni ročni čitalnik (omogo- ča zajem teksture), ZScanner 700 PX pa je edinstven zaradi zmožnosti odčitavanja velikih objektov. Oblikovanje in urejanje 3D-objekta ↗ v programu 3D-CAD Kompati bilna programska oprema za oblikovanje in urejanje je zago- tovo paket programov 3D-CAD. Po končanem 3D-modeliranju ta po- skrbi, da se model pretvori v obli- ko, namenjeno programski opre- mi ti skalnika. Sledi pretvarjanje v standardni format, ki ga podpira 3D-ti skalnik (5). Postopek 3D-ti ska s ti skalnikom Z ↗ Corporati on 3D-ti sk je najhitrejši način za izde- lavo barvnih prototi pov in mode- lov iz datotek 3D-CAD. Računalnik pošlje datoteko 3D-CAD na ti skal- nik, od tod naprej pa delo prevzame programski del ti skalnika, ki objekt razreže na tanke plasti ter določi položaj objekta v komori, v kateri bo nastajal tako, da bo čas ti skanja čim krajši. Pravilna postavitev objekta je zelo pomembna, saj objekt ra- ste v višino in je hitrost ti ska v tej smeri najmanjša (7). Če je model za 3D-ti skanje prevelik, ga je treba ti skati v več delih in pozneje zlepiti . Mobilna enota (valj) najprej nanese prah po površini. Ko se premika od leve proti desni, strese na delovno površino tanko plast materiala, ki se s pomočjo valja enakomerno raz- poredi po vsej podlagi (5). Ko je plast prahu razporejena, kapljična ti skalna glava v gladko plast prahu »nati sne« prečni pre- rez za prvo oziroma spodnjo plast modela, pri čemer se prah zlepi. Nato se nanjo naloži nova plast prahu (6). Postopek se ponavlja, vse dokler 3D-objekt ni dokončan. Nezlepljeni prah ostane v delovni komori in rabi kot podpora nati - Slika 2: Maketa Kolizeja iz več delov. Slika 3: 24-bitni barvni izpis omogoča barvno polno izdelavo modelov in s tem učinkovito vizualizacijo ter predstavitev idej. Slika 4: Maketa Kolizeja. GRAFIČAR - 15 snjenemu modelu (5). Ko se ma- terial strdi, se odstrani nevezani material in model se odstavi s pod- lage. S pomočjo čisti lne komore in curka zraka se ga očisti preostanka nezlepljenega prahu (7). Za večjo trdnost se model dodela s prevleko sekundarnega lepila (epoksismolo ali kakšnim drugim impregnan- tom) (5). Odvečni prah se lahko spet uporabi ob naslednjem ti ska- nju (sposobnost reciklaže) (7). 3D-ti skalniki »SOLIDSCAPE« Novost na trgu so 3D-ti skalniki proizvajal- ca Solidscape. Namenjeni so vsem, ki potre- bujejo hitro kakovostno izdelavo voščenih modelov za ulivanje s čim nižjimi stroški iz- delave (zlatarjem, urarjem, fi nomehanikom ipd.). Modeli so odlično orodje tudi za obli- kovno in ergonomsko preverjanje oblike. Iz- boljšujejo komunikacijo med oblikovalcem, tehnologom, tržniki in naročnikom (9). Tehnologija hitre izdelave Zadnje čase se vedno več govori in piše o tehnologiji hitre izdelave (angl. Rapid manufactoring), ko se v nasprotju s kon- ceptom tovrstne tehnologije izdeluje po- polnoma funkcionalne končne izdelke. Današnje število različnih aplikacij že kaže na vlogo tehnologije hitre izdelave kot po- sebno področje produkcijskih tehnologij, saj se s pomočjo te že izdelujejo izdelki, kot so: električna ohišja, hladilni kanali, deli za mednarodno vesoljsko postajo in vesoljsko vozilo NASA, modeli in upornice za potrebe kirurgije, nadomestni deli za vojsko, opreme za vrtanje naft e itn. Tovrstna tehnologija hkrati skrajšuje čas in stroške, potrebne za vstop na trg, saj oblikuje dodatne storitve industriji. (10) SKLEP Živimo v tridimenzionalnem svetu in ve- liko uporabnikov se je že seznanilo s pred- nostmi, ki jih omogoča tehnologija 3D-ti ska. Sveta brez uporabe 3D-tehnologije si skoraj ni več moč zamisliti . S prihodom generacij, oboroženih z znanjem 3D-digitalizacije, 3D- modeliranja, načrtovanja in umetnosti , je za tehnologijo 3D-ti ska končno napočil pra- vi trenutek. Časi, ko bodo najbolj napredni postali nosilci priprave (ang. 3D-prepress), so pred vrati . 3D-ti sk je dokaz, da »slika pove več kot ti soč besed, 3D-model v roki pa več kot ti soč slik.« Literatura: 3D-Printer [dostopno na daljavo]. Acade- 1. mic ICT – University of Alberta, obnovljeno 19. 7. 2007 [citi rano 27. 6. 2008]; htt p:// www.ualberta.ca/CNS/3DPRINTER/ Rapid prototyping. V Wikipedia: the free en- 2. cyclopedia [dostopno na daljavo]. Obnovlje- no 23. 6. 2008 [citi rano 27.6.2008]; htt p:// en.wikipedia.org/wiki/Rapid_prototyping HLEDE, I. Iluzije ali resničnost. Klik, 2006, 3. vol. 77, str. 8–10. Tehnologija 3D-skeniranja [dostopno na 4. daljavo]. CeSDT: Center for Screen, Pad and Digital Printi ng. Obnovljeno 2008 [citi ra- no 1. 8. 2008]; htt p://www.all4print.net/ content/view/28/48/lang,si/ KODELJA, M. Od načrta do izdelka, Moj mi- 5. kro, 2005, vol. 92, str. 22–23. 3D-Print: Postopek izdelave [dostopno na 6. daljavo]. Obnovljeno junij 2008 [citi rano 26. 6. 2008]; htt p://www.3dprint.si/si/3d- print/process_of_creati ng.php KASTELIC, D. Industrijski modelirnik. Kako 7. škrata spraviti iz računalnika. Monitor, 2006, vol. 68, str. 79–80. Z Corporati on 3D-ti skalniki: ZPrinter 450 8. [dostopno na daljavo]. IB-Procadd [citi ra- no 21. 8. 2008]; htt p://www.ib-procadd.si/ content/view/32/71/ Solidscape 3D-ti skalniki: 3D-ti skalniki So- 9. lidscape [dostopno na daljavo]; IB-Pro- cadd htt p://www.ib-procadd.si/content/ view/193/183/ DOLINŠEK, S. Tehnologije hitre izdelave (Ra- 10. pid manufactoring) – Izziv ali upad orodjar- stva [dostopno na daljavo]; www.posvet- orodjarstvo.com/arhiv/orodjarstvo_2006/ vsebina/Zbornik/Clanek_29.pdf 1 Nanos plasti prahu 2 Tiskanje po delovni površini 3 Nanos plasti prahu Slika 6: Ročni 3D-optični čitalnik - ZScanner 700. Slika 7: Notranjost 3D-tiskalnika Solidscape. Slika 8: 3D-model Solidscape. Slika 9: Polepitev z refl eksivnimi točkami. (foto: IB-PROCADD) Slika 5: Postopek 3D-tiska. 16 - GRAFIČAR