|
| • 3D GALERIE • MICHAL BEDNÁŘ • PETR BLÁHA • MARTIN CÍSAŘ • DALIBOR DZURILLA • JANA HLADÍKOVÁ • NINA HEDWIC HOUSKOVÁ-MAINEROVÁ • JAKUB JENŠOVSKÝ • MICHAL KUTÁLEK • MARTINA LÖFFLEROVÁ • JOSEF MUSIL • ONDŘEJ OTÝPKA • JÁCHYM PEŠEK • NINA PEVNÁ • DMYTRI NIKITIN • JINDŘICH RÁFTL • MAREK RŮŽIČKA • ALENA SLABÁ • MICHAL SMILEK • MIROSLAV STRIGÁČ • KLÁRA ŠVECOVÁ • TOMÁŠ TATÝREK • JAN TŮMA • MICHAL VALÚŠEK • JAN VANĚK • DAN VOLÁK •
• 3D GALLERY • MICHAL BEDNÁŘ • PETR BLÁHA • MARTIN CÍSAŘ • DALIBOR DZURILLA • JANA HLADÍKOVÁ • NINA HEDWIC HOUSKOVÁ-MAINEROVÁ • JAKUB JENŠOVSKÝ • MICHAL KUTÁLEK • MARTINA LÖFFLEROVÁ • JOSEF MUSIL • ONDŘEJ OTÝPKA • JÁCHYM PEŠEK • NINA PEVNÁ • DMYTRI NIKITIN • JINDŘICH RÁFTL • MAREK RŮŽIČKA • ALENA SLABÁ • MICHAL SMILEK • MIROSLAV STRIGÁČ • KLÁRA ŠVECOVÁ • TOMÁŠ TATÝREK • JAN TŮMA • MICHAL VALÚŠEK • JAN VANĚK • DAN VOLÁK • • OBSAH • STUDIO • ADDITIVE MANUFACTURING • DIRECT DIGITAL MANUFACTURING • RAPID PROTOTYPING • 3D LARGE SCALE PRINTING • SELECTIVE LASER SINTERING • FUSED DEPOSITION MODELING • ELECTRONIC BEAM MEETING • LAMINAČNÍ 3D SYSTÉMY • VÍCEFOTONOVÁ STEREOLITOGRAFIE • TECHNOLOGIE RAPID PROTOTYPING • MERKUR • | ||
| • Studio FLO | W • Prezentace projektů využívá nejenom posterů, ale i předností videa, virtuální reality a 3D tisku modelů především na principu techniky e-manufacturingu. Aplikace digitálních technologií je vysoce inovativní a cest k získání 3D modelů staveb, které je možno prezentovat či otestovat, existuje několik: od modelářské práce přes běžné užívané strojní CNC obrábění až po variantu technologií rychlé výroby 3D modelů a 3D prototypů. • ADDITIVE MANUFACTURING • Aditivní výroba se používá pro stavbu fyzických modelů, prototypů, komponentů, nástrojů a dalších částí. Stavebním materiálem mohou být plast, kov, keramika nebo kompozitní materiál. Aditivní výroba využívá pro zhotovení komponentů velmi tenké horizontální řezy z CAD modelů, modelů z 3D scannerů nebo medicínských scannerů. Aditivní technologie může v určitých případech být jedinou možností jak vyrobit součásti, které nelze vyrobit klasickými výrobními metodami. Aditivní technologie zahrnují různorodé systémy, které se vzájemně odlišují principem stavby modelu, použitým materiálem, velikostí modelovacího prostoru a také cenou. Cenově dostupnější variantou aditivních technologií jsou zařízení označované termínem 3D tiskárna. • DIRECT DIGITAL MANUFACTURING • Aditivní technologie se rozšiřují do oblasti výroby a jsou označovány termínem Přímá digitální výroba. Tyto systémy vytvářejí překlenovací most mezi designem a výrobou, umožňující rychlou výrobu přípravků, nástrojů, šablon a forem. S DDM neexistuje žádný vztah mezi složitostí, časem a náklady na rozdíl od tradičních metod, kde výrobní čas a náklady jsou velmi vázány na složitost a komplexní tvary objektu. DDM dovoluje eliminovat náklady na výrobu nástrojů, urychluje výrobu, minimalizuje počáteční investice na vývoj a konstruktérům umožňuje optimalizovat návrhy včetně maximalizace výkonu. DDM je proces, který umožňuje firmám i rychlou inovaci designu komponentů, produktů a výrobních procesů. • RAPID PROTOTYPING • Společným znakem technologie Rapid Prototyping je, že umožňuje 3D tisk individuálních, pevných i pohyblivých komponentů, které jsou vytvořeny postupným přidáváním materiálu po tenkých vrstvách na základě dat odeslaných z počítače. Každá vrstva je spojena se spodní vrstvou natavením a je vytvrzena pouze tam, kde to vyžaduje řídící program. Účelem je vyrobit ve velmi krátké době na základě online objednávky geometricky neomezené objekty struktur a stavební komponenty s vynaložením co nejnižších finančních nákladů. • 3D LARGE SCALE PRINTING • Pro stavby je zajímavá výroba jak malých, tak velkých komponentů, a proto je důležitá intenzivní prace na technologii 3D tisku ve velkém měřítku. V Anglii D-Shape a v USA Contour Crafting provádí výzkum 3D tiskařských procedur, které umožňují výrobu stavebních komponentů až do rozměru 6x6x6 m. Výsledkem by měly být nejen esteticky, ale i ekonomicky optimální realizace staveb volných tvarů bez forem. Procedura firmy D-Shape, vyvinutá konstruktérem Enrico Dinim, je založena transformaci principů 3D tisku na stavby v měřítku 1:1. V této variantě se aplikují ve 2 mm až 10 mm silných vrstvách zrnka pískovce, jež jsou vzájemně vázána anorganickým pojidlem. V současné době se technologie transformuje z vývojové faze prototypu do běžné architektonicko-konstrukční aplikace. Přesto stále existuje značný potenciál na zlepšení účinnosti a rychlosti. Stroj je vyroben z aluminiového rámu o rozměru 6x7,5x7,5 m, který definuje prostor konstrukce. Celková struktura je velmi lehká, a to znamená, že se snadno transportuje a může být postavena pouze za několik hodin. Proudovou technologií mohou být vyrobeny stavby nebo stavební komponenty bez manuálního zásahu až do plochy o velikosti 6x6 m. Výška stavební konstrukce je teoreticky neomezená, ale primárně je limitovaná schopností stavebního materiálu nést svou vlastní hmotnost. V rozích konstrukce zvedají elektro-pneumatické zdvihové komponenty zařízení nahoru se stupněm přesnosti 0,1 mm. Na vodorovné rovině vede počítač tiskovou hlavici s 300 tryskami podél mostu a ukládá zrnka ve shodě s CNC definovanou dráhou. Rychlost posuvu se různí mezi 0 a 500 mm/s. Výběr popisů několika v tuzemsku dostupných technologií: • Selective Laser Sintering • Jedná se o velmi efektivní metodu výroby prototypů. Využívá vysoce výkonný laserový paprsek k tavení a spékání jemných zrnek tiskového materiálu do požadovaného tvaru. Na tiskovou plochu je nejprve nanesena tenká vrstva o tloušťce cca 0,1 mm tiskového materiálu. Následně je tento materiál staven laserem v místě budoucího objektu stavby. Tiskový stůl poklesne o výšku jedné vrstvy a celý cyklus se opakuje. Pro tisk lze použít široké spektrum materiálů dodávaných v práškové formě: plasty, kov a sklo. Vzhledem k tomu, že tištěný objekt je v době tvorby trvale obklopen neroztaveným materiálem, není nutná tvorba přídavného supportu ani tisku složitých objektů. Výhodou komponentů je vysoká pevnost, srovnatelná s pevností sériových materiálů-zaručují 99% mechanických hodnot pevnosti, pružnosti, tepelné odolnosti materiálů používaných v sériové výrobě • vyrobený komponent lze přímo použít pro zkoušky, při kterých je třeba ověřit pevnost a funkčnost komponentu v praxi • velmi vhodné pro ověřovací série a pro výrobu speciálních tvarově složitých komponentů, u kterých by byla výroba formy neekonomická. Tepelná odolnost: bod měknutí 165° • sériovost již od 1 kusu: konečné množství není limitováno • nejkratší čas zhotovení: výrobní čas se počítá na hodiny • velmi nízké realizační náklady-není nutná forma-komponenty jsou vyráběny přímo ze 3D dat • možnost stavět najednou několik komponentů s různými tvary • hmotnost jednotlivého komponentu: od 0,1 gramu • rozměry komponentu nejsou limitovány • • Fused Deposition Modeling • Jedná se o jednu z nejpoužívanějších technologií společnosti BitsFromBytes pro tvorbu 3D tisku prototypů. Do tiskové hlavy je pod tlakem zaváděn tiskový materiál: termoplast. Tisková hlava materiál roztaví a vytlačuje jej ven tenkou tryskou. Celá soustava se pohybuje nad tiskovým stolem a z vytlačovaného materiálu tvoří opět po jednotlivých vrstvách výsledný objekt. • Electronic Beam Meeting • Jedná se pro svou náročnost o nepříliš rozšířenou technologii. Pro tvorbu objektu používá usměrněný proud elektronů, vháněný do zpravidla titanového prachu. Celý proces je třeba provádět bez přítomnosti vzduchu. Nespornou výhodou této technologie je výjimečná přesnost a vynikající technické vlastnosti vytištěných objektů. • Laminační 3D systémy • Jedná se o technologii, jež se dostává do popředí zájmu. Principem 3D tisku společnosti SOLIDO je laminování jednotlivých plátů materiálu na tištěný objekt a následné oříznutí přebývajícího materiálu mechanicky nebo laserem. Existuje i technologie 3D tisku objektů společnosti MCOR, jež využívá běžný kancelářský papír a lepidlo, pomocí kterého se vrstvy spojují dohromady. Cena výtisku je tak velmi nízká. • Vícefotonová stereolitografie • Zajímavostí z oblasti vytváření 3D modelů je způsob vícefotonové stereolitografie, vyvinutý na japonské Jokohama National University. U klasické stereolitografie se model vytváří postupným vytvrzováním vrstev tekutého fotocitlivého polymeru působením vyzařování UV laseru. Oproti této klasické verzi se u vícefotonové variantě vysílá paprsek laseru na fotopolymer, který je ve viditelné a IR části spektra transparentní a fotony mohou polymerem procházet, aniž by docházelo k jejich absorpci podél paprsku. Materiál polymerizuje teprve tehdy, když absorbuje minimálně dva fotony současně, což se děje jen v ohnisku paprsku. Vhodným fotopolymerem pro takový proces jsou například anorganicko-organické hybridní polymery, známé u nás pod označením Ormocer. • Technologie Rapid Prototyping • Význam technologie neustále roste a už v dnešní době jsou běžně dostupná zařízení, která umožňují 3D tisk malých, středně velkých a velkých komponentů. Za všechny lze uvést čtyři příklady. První představuje tisk prototypu automobilu od firmy Kor Ecology. Originální tříkolka je zkonstruována ekologicky s maximální spotřebou jeden a čtvrt litru na sto kilometrů. Druhý představuje tisk letadélka SULSA /Southampton University Laser Sintered Aircraft/ o rozpětí křídel dva metry. Všechny komponenty, tedy nejen křídla, ale i trup nebo řídící aerodynamické prvky jsou sestrojeny takovým způsobem, aby nebyl potřeba žádný spojovací materiál. Konstruktéři z britské University of Southampton sestavili letadlo, aniž by k jeho výrobě potřebovali jediný šroubeček. Použili pouze plast nebo kovový prášek. Třetí představuje známý výrobce dopravních letadel Airbus, jež testuje možnosti tisku křídel. Čtvrtý představuje způsob oddělení výrobních technologií výzkumné laboratoře Global Research společnosti General Electric odlehčit kovové součásti, včetně komponentů v leteckých motorech. Konstruktéři v některých součástech nechávají duté prostory, které mohou snížit hmotnost motorů až o jednu pětinu, díky procesu, že se již nekovají, nýbrž tisknou. Tyto čtyři příklady avizují, že není daleko doba, kdy bude možné běžně realizovat 3D tisk komponentů struktur ve velkém měřítku 1:1, jež budou aplikovatelné na skutečné stavby. Inspiraci představuje fakt, že v posledních letech probíhá v rámci biotechnologických experimentů výzkum vytváření živých tkání 3D tiskem živých buněk na modely z gelu. Bioprinting, organ printing, computer aided tissue engineering se staly základem poměrně nově formujícího se uměleckého směru Bio artu, který proniká i do oblasti architektury. / » Laser 2011-World Of Photonics, str. 23. Noviny Technický týdeník 16/2011, ISSN 0040-1064, MK ČR F-4204. Softwarová podpora výroby, str. 36-37. Noviny Technický týdeník 3/2011, ISSN 0040-1064, MK ČR F-4204, Miloš Florián: Rapid Prototyping, str. 64-66. Časopis ARCHITEKT 9/2006, ISSN 0862-7010, Michal Kutálek: Výroba modelů technologií rapid prototyping, str. 71-72. Časopis ERA 21 4/2005, ISSN 1801-089X / »» • MERKUR • Merkur je názvem kovové stavebnice, která vznikla počátkem 20. let 20. století. Její původní výrobce Jaroslav Vancl založil firmu v roce 1920 ve městě Police nad Metují. Ještě před založením firmy si nechal výrobce patentovat originální konstrukci kovové stavebnice pod názvem Inventor. Kovové dílky stavebnice byly původně navzájem spojovány kovovými háčky podobným systémem, jaký se dnes používá u stavebního lešení „haki“. Později, v letech 1924-25, přechází výrobce na nový systém, v němž kovové části stavebnice jsou již spojovány šroubky a matičkami velikosti M3,5, neboť háčky se při spojování jednotlivých dílků neosvědčily a neumožňovaly další rozvoj. Tímto krokem se stavebnice velmi přiblížila reálnému konstruování a umožnila tak větší možnosti pro tvořivou práci. S přechodem na nový systém byla pro stavebnici registrována nová ochranná známka MERKUR. Díky optimální skladbě součástek a variabilnosti konstrukčních možností, patří stavebnice MERKUR ke světové špičce v tomto oboru. Další variantou byla stavebnice budov METROPOL, v roce 1933 se začala vyrábět stavebnice MERKUR Elektrus s možností stavby některých elektrických modelů a pro možnost rozšíření o robotickou část byla v posledních letech vytvořena stavebnice MERKUR Robot, která je konstruována jako základní stavebnice pro získání základních principů při konstrukci modelů. Stavebnice je dodávána kompletně včetně programovacího mikropočítače, řídící jednotky, procesoru, motorů a již připravených či připravovaných modulů jako jsou například zvuková čidla, čidlo rozpoznávající barvu, inteligentní napájení z vlastní malé fotovoltaické elektrárny a podobně. V současnosti existuje na světě asi devět významnějších firem, které vyrábějí podobné stavebnice. / » Ing. Jaromír Kříž, ředitel fy. Merkur toys, s.r.o., www.merkurtoys.cz / »» | ||
![Miroslav Strigáč: [cell]megastructure](https://www.studioflorian.com/modely-nahledy/4.jpg)
