EXOSKELETON - 3D PRINTED SHOES

Exoskeleton is a footwear concept designed by Janina Alleyne. For this particular collection she makes use of architectural structures and marine invertebrates silhouettes, creatures and insects external skeletons as an inspiration source in the design process.

The result is shown in these fluid anatomical shapes which are translated visually and materialized though 3D printing technology.
 

 

DESPRE PRINTAREA 3D

Printarea 3D devine din ce in ce mai cunoscuta si accesibila pe piata in ciuda perceptiei generale de a fi un serviciu inaccesibil si foarte scump.

In arhitectura printarea 3D revolutioneaza intrucat face posibila materializarea oricaror geometrii, indiferent de complexitate, reusind astfel sa transpuna in realitate orice idee, concept, sau forma modelata virtual. Limita in printarea 3d este doar imaginatia umana. 

Cateva “tips and tricks”-uri care ar fi utile inainte de a utiliza acesta impresionanta tehnologie:

1.       CE ESTE? - Principiul de baza in printarea 3D este realizarea obiectelor prin suprapunerea mai multor straturi dintr-un material. Aceasta suprapunere se poate realiza insa din diferite materiale si in diferite moduri, de unde rezulta si cateva tipuri de tehnologie de printare 3D. Neintrand in detaliile fiecarei tehnologii, este bine de stiut ca acestea au atat avantaje cat si dezavantaje specifice.

2.       CE PRINTAM 3D? - Printam 3D in general obiecte dificil de realizat, obiecte cu complexitate ridicata, obiecte detaliate sau obiecte de marimi reduse. In cazul in care costul nu reprezinta un factor important, putem printa 3D orice.  

3.       CUM PRINTAM 3D?- Inainte de a printa 3D este bine sa invatam un program de modelare 3D, sa stim sa realizam obiectul dorit virtual si ulterior sa il putem printa 3D - noi recomandam Rhinoceros, 3DSMax sau oricare program care poate exporta fisiere STL

4.       TIMP?–Timpul inca nu reprezinta punctul forte in printarea 3D.  Nu inlocuim printarea 3D cu celelalte mijloace din lipsa de timp – printarea 3D are nevoie si ea de suficient timp pentru a finaliza un obiect.

5.       COST?– In general printarea 3D este determinata ca si cost in functie de trei factori :

-          tehnologia de printare – rezulta calitatea obiectului printat,

-          materialul din care se printeaza – rezulta duritatea si textura obiectului printat

-          timpul de printare

6.       “TIP”  – invata sa combini tehnicile de realizare ale obiectelor sau machetelor utilizand avantajele maxime pe care le poate aduce printarea 3d ca pe un ajutor complementar.

Atelier 13 poate printa 3D cu tehnologia FDM - cea mai accesibila ca si cost la ora actuala insa
beneficiaza si de o alternativa pentru obiecte cu un grad de detaliere mult mai ridicat si mult mai performant ca si calitate a printarii reprezentata de un echipament de printare 3D recent introdus, ce utilizeaza tehnologia fotopolimerizarii.

Daca la primul echipament costul si rezistanta obiectului din ABS primeaza la cel de-al doilea calitatea si finetea detaliilor sunt atuurile principale.   

Structura 3D realizata pe tehnologia fotopolimerizarii, din material plastic alb , cca. 15x15x15cm  

Print 3D realizat pe tehnologia fotopolimerizarii, din material plastic alb , cca. 20x15x15cm  

Dintisori 3D realizate pe tehnologie FDM, din ABS alb

 















Ecusoane personalizate din metalex gravat laser, cu dintisori 3D realizati pe tehnologie FDM, din ABS alb. 

Elemente macheta printate 3D prin tehnologia fotopolimerizarii, din material plastic alb , cca. 4x4x3cm 

Elemente macheta printate 3D prin tehnologia fotopolimerizarii, din material plastic alb

Elemente macheta printate 3D prin tehnologia fotopolimerizarii, din material plastic alb
 

Print 3D realizat pe tehnologie FDM, din PLA rosu , cca. 2x3x2.5cm 

Print 3D realizat pe tehnologia fotopolimerizarii, din material plastic alb , cca. 2x3x2.5cm 

Ansamblu macheta routata CNC + zona propunere arhitecturala print 3D realizat pe tehnologia fotopolimerizarii, din material plastic alb   
 

LASER VS. CNC, AVANTAJE SI DEZAVANTAJE OFERITE DE TEHNICI DIFERITE DE PRELUCRARE

Exista cateva criterii clare care diferentiaza metoda de prelucrare laser de cea prin frezare/routare CNC. Aceste criterii se materializeaza cel mai adesea in avantaje sau dezavantaje ale celor doua tehnologii cu privire la precizie, gradul maxim de detaliere, timpul de executie, tipurile de materiale si grosimi care se pot debita, modul de prelucrare al canturilor si aspectul acestora ulterior prelucrarii, procentul de pierderi de material si nu in ultimul rand costurile de productie. Cunoasterea acestor criterii de diferentiere este hotaratoare in alegerea uneia dintre tehnologii pentru realizarea anumitor proiecte.

Tehnologia de prelucrare laser  
Avantajele prelucrarii laser:
1. precizia si posibilitatea realizarii de detalii fine, posibilitatea redarii formelor dorite chiar si la scara mica (excludem din discutie cazurile in care detaliile dorite sunt prea mici chiar si pentru tehnologia laser)
2. timpul de prelucrare si pregatire a materialelor pentru prelucrare este foarte redus
3. datorita faptului ca tehnologia laser nu solicita mecanic materialul in timpul prelucrarii, se pot prelucra materiale foarte fine, subtiri sau chiar flexibile (funir, folii, hartie, textile, piele etc), imposibil de prelucrat prin tehnologia alternativa de frezare/routare CNC.
4. in cazul debitarii mai multor piese odata, in masura in care forma acestora o permite, acestea se pot cupla cu linii comune de taiere. Acest lucru se reflecta in mod direct asupra costului de productie care este mai redus datorita cantitatii mai mici de prelucrare si a pierderilor mai mici de timp de prelucrare si material. 


avantaj laser: grad mare de detaliere - piese de mici dimensiuni

 


avantaj laser: grad mare de detaliere

 



avantaj laser: debitarea materialelor fine, flexibile - hartie

avantaj laser: gravarea materialelor fine, flexibile - piele

avantaj laser: posibilitatea cuplarii pieselor la debitare cu linie comuna

 
















Dezavantajele prelucrarii laser:
1. muchiile negre rezultate in urma prelucrarii materialelor lemnoase. Cantul materialelor va avea tot timpul culoarea materialului carbonizat;
2. diversitate relativ redusa de materiale care se pot prelucra laser in conditii fezabile pentru productia de serie mica sau custom made - cu precadere placi acrilice, folii plastice tip PET, placaje din lemn si MDF, folii HPL, HIPS, materiale celulozice;
3. murdarirea sau mirosul urat al unora dintre materiale in reactie cu raza laser - materialele miros "a ars";
4. imposibilitatea prelucrarii la unghi a canturilor. In cazul prelucrarii laser, raza este tot timpul perpendiculara pe suprafata materialului;
5. restrictionarea posibilitatilor de prelucrare a materialelor ce depasesc 8-10mm - functie de material.


dezavantaj laser: colorarea canturilor unor tipuri de materiale debitate - mousse

 




dezavantaj laser: colorarea canturilor unor tipuri de materiale debitate - placaj lemn

Tehnologia de prelucrare prin frezare sau routare CNC
Avantajele tehnologiei de prelucrare prin frezare/routare CNC:
1. diversitatea materialelor care se pot prelucra - placi acrilice, PVC, forex, lemn masiv sau placaj, MDF, folii si placi HPL, placi tip bond, corian, spuma poliuretanica, polistiren etc;
2. mentinerea culorii initiale a materialelor in cant, ulterior prelucrarii - in cazul prelucrarii materialelor lemnoase, canturile acestora nu se mai inegresc;
3. posibilitatea debitarii unor grosimi mai mari de material - functie de densitate grosimea materialului utilizat poate ajunge si la 10 cm grosime;
4. posibilitatea prelucrarii canturilor materialelor la unghi de 45 grade;
5. posibilitate de sculptura/basorelief  - routarea 2.5D sau 3D. Cea mai economica solutie pentru routarea de acest tip este in spuma poliuretanica.


avantaj CNC freza: posibilitate prelucrare grosimi mari si materiale ce nu se pot prelucra laser (ex polistiren)

  

avantaj CNC freza: posibilitatea prelucrarii unor materiale ce nu se pot prelucra laser - tip PVC/forex

avantaj CNC freza:pastrarea culorii initiale a materialului in cant
















avantaj CNC freza: posibilitatea realizarii de basoreliefuri

avantaj CNC freza:  posibilitatea routarii 2.5D si/ sau 3D

Dezavantajele tehnologiei de prelucrare prin frezare/routare CNC: 
1. pierderi mai mari de material datorate necesitatii pozitionarii pieselor distantat (minim 4mm intre piese) ;2. timp mai mare de debitare, de pregatire si fixare in aparat a materialelor prelucrate. Datorita portei mecanice aplicate pe material in timpul prelucrarii, acesta trebuie fixat foarte bine pe masa de lucru
3. cost mai ridicat de productie datorita timpilor mai mari de realizare si a pierderilor mai mari de material;
4. imposibilitatea realizarii de colturi intrande ascutite - acestea vor avea racorduri cu raza de minim 1mm, functie de tipul de material prelucrat);
5. imposibilitatea realizarii de detalii fine si piese la scara foarte mica, detaliile depinzand de grosimea frezei.


dezavantaj CNC freza: imposibilitatea realizarii unghiurilor intrande ascutite (vezi racordul din partea de jos a cifrei 2)

SFATURI UTILE DESPRE UTILIZAREA TEHNOLOGIEI CNC IN PRELUCRAREA MATERIALELOR

Exista doua abordari posibile in prelucrarea materialelor prin frezare pe masini cu comanda numerica: prelucrarea 2D prin debitare sau gravare si routarea 3D.

Debitarea si gravarea 2D

Posibilitati tehnice:  prelucrarea 2D a materialelor la masina CNC cu freza, in doua sau mai multe axe, se face mecanic in baza unui fisier vectorial (dwg, cdr, 3dm, eps vectorial, ai sau similar). In aceasta maniera se poate taia, grava linear sau de suprafata, cu diferite adancimi care trebuie specificate in desen.

Materiale:  Se pot prelucra o gama foarte larga de materiale, mai groase si mai diversificate decat in tehnologia laser, insa cu o viteza mult mai redusa si cu un grad mult mai mic de detaliere.

Avantajul major al acestei tehnologii este insa faptul ca muchiile taiate ale materialelor nu se vor inegri si vor ramane aceeasi culoare cu materialul neprelucrat.

Cerinte pentru pregatirea fisierului de debitare:  Toate liniile de prelucrare  din fisierul vectorial trebuie sa fie inchise.

Liniile de debitare dintre doua sau mai multe piese nu pot fi commune. Este necesara o distanta minima de 4mm intre piese care sa le pastreze pozitia in timpul debitarii. 

Restrictii: La debitarea mecanica cu freza este important de stiut faptul ca nu se pot realiza colturi intrande cu unghiuri ascutite. Racordurile dintre linii se vor face cu raza minima dictata de grosimea frezei (cel putin 1mm raza). Numai colturile iesinde pot fi realizate in unghi ascutit.

Nivelul de detaliu posibil de a fi realizat este mult mai mic decat in cazul tehnologiei laser astfel incat prea multe detalii pot strica piesele. 

Macheta demo cu sit din placaj de lemn frezat de suprafata + constructie din forex 8mm debitat mecanic la CNC

Litere forex alb 8mm debitate mecanic la CNC

  

Routarea 3D la CNC-ul cu 3 axe

Posibilitati tehnice:  Pentru a putea pregati corect un fisier de prelucrare 3D pentru CNC trebuie sa cunoasteti si sa intelegeti modul de lucru al utilajului. Un utilaj CNC are 3 axe de miscare – X, Y si Z.  Routarea 3D se face prin miscarea simultana de-a lungul acestora si avand ca rezultat sculptarea materialului cu adancimi diferite dupa un model 3D.

Cerinte pentru pregatirea fisierului de debitare:  Aveti nevoie sa elaborati un model 3D pentru alcatuit din suprafete inchise corect geometric. Formatul fisierului poate fi 3ds, stl, 3dm, dwg 3d.

Materiale:  Routarea 3D se poate face in aproape orice material insa cu cat este mai dens, cu atat pretul creste si viteza prelucrare a materialului scade.  Una din cele mai ieftine solutii in alegerea materialului pentru rutarea 3D a unei machete de arhitectura, este spuma poliuretanica.

Restrictii: In cazul unui CNC cu 3 axe, freza se misca in spatiu pastrand tot timpul perpendicularitatea pe planul orizontal. Ea poate avansa pe toate directiile in plan, poate urca si cobora in material insa nu se poate roti in spatiu pentru a obtine alt unghi de prelucrare a materialului. Suprafetele neregulate se pot obtine cu usurinta daca neregularitatile acestora se pot obtine urmand principiile de miscare descries mai sus. Acest lucru nu exclude posibilitatea realizarii unor modele tridimensionale mai complexe insa poate duce la spargerea in mai multe bucati ale acestora si prelucrarea lor separata. Un exemplu ar fi prelucrarea separata a elementelor in consola si atasarea ulterioara a acestora in machete prin lipire.  

Routare 3D in spuma poliuretanica + gravura de linie pe suprafata neregulata 

 

Macheta 3D din spuma poliuretanica, vopsita manual   

Macheta 3D din spuma poliuretanica

Sit macheta 3D din spuma poliuretanica - frezare de suprafata

ANCA BENERA & ARNOLD ESTEFAN - I WORK, THEREFORE I'M NOT

In septembrie 2012 s-a deschis la Knoll Gallerie din Viena, o expozitie denumita Days of Labour, Nights of Leisure - Art as the Disruption of Everyday Life. 

In cadrul acestei expozitii Anca Benera si Arnold Estefan au participat ca si artisti invitati cu lucrarea intitulata I work, therefore I am not. Parte din lucrare - executata in colaborare cu Atelier13 - consta in debitarea unor panouri din placaj de lemn si gravarea laser a acestora cu o grafica ce semnifica defapt inregistrarea traiectoriei cursorului pe monitor de-a lungurl unei zile a saptamanii.

 "I work, therefore I'm not"  examines the condition of the artist who needs to support his or her practice through a day job. In our case, most of these jobs involve computer work. The drawings represent the traces left by the computer mouse recorded through a software, while working 5 days per week. We compiled a calendar for the entire duration of the exhibition, sending a new drawing each day. 

Anca Benera & Arnold Estefan