Распечатайте на 3D-принтере собственный самолет «Double bubble»

26 Мая 2014
4375
1

Друзья, небольшое вступление!
Перед прочтением новости, позвольте пригласить вас в крупнейшее сообщество владельцев 3D-принтеров. Да, да, оно уже существует, на страницах нашего проекта!
Подробнее >>>

Справочная информация: Над концепцией конструкции будущего самолета «Double bubble» работает исследовательская группа, возглавляемая Массачусетским технологическим институтом в рамках 18-месячного исследования НАСА, в ходе которого специалисты пытались визуализировать представление о пассажирских самолетах будущего.

Концепция конструкции будущего самолета «Double bubble» | НАСА
Концепция конструкции будущего самолета «Double bubble» | НАСА

Эта модель обладает измененной конструкцией крыльев и очень широким фюзеляжем для обеспечения дополнительного объема перевозки, предназначен для замены самолетов моделей Boeing-737-800. Эта концепция также включает в себя использование композиционных материалов для уменьшения веса конструкции, а так же турбореактивных двухконтурных двигателей с ультра-высоким соотношением расхода топлива, для обеспечения более эффективной тяги. Команда утверждает, что необычная форма самолета Double Bubble позволит создать более просторный салон, по сравнению с моделью Boeing-737, и кроме того, он будет потреблять на 70% меньше топлива.

Модель Double Bubble была среди образцов, представленных в апреле 2010 года в Управлении Миссии Исследования Аэронавтики НАСА. НАСА утверждает, что эта модель может быть введена в эксплуатацию уже к 2030-2035 году.

Онлайн журнал Popular Science дал задание Дону Фоли, профессиональному иллюстратору и журналисту, создать иллюстрации этой концепции самолета для журнала. Вот его рассказ:

Финальная 3D-печатная модель самолета «Double Bubble» от НАСА/Массачусетского технологического института

Когда журнал Popular Science поручил Дону Фоли проиллюстрировать эту концепцию самолета для журнала, он воспринял ее как возможность продемонстрировать свой самый последний комплекс навыков в 3D-печати. Работы Дона публиковались в Popular Science начиная с 1996 года, и этот случай был первым, когда он предложил 3D-печать в сочетании с его иллюстрациями. Насколько это было известно Дону, до него этого никто еще не делал.

Исходная модель
Исходная модель

Эта модель будет использоваться дважды для проекта. Один раз для журнальной иллюстрации и один раз для создания файла для 3D-печати. Цель заключалась в том, чтобы создать модель, которая могла бы решить обе эти задачи. Для создания модели, Дон воспользовался навыками 3D-моделирования и системой визуализации и анимации, которую он использует в своей работе - Lightwave 3D. Последняя версия этой программы, 11.6, теперь поддерживает 3D-печать, так что все получилось как нельзя лучше. Дон мог бы использовать любые другие программы для создания модели, многие из которых, подобно приложению Blender, бесплатны. Но Дон начал работу с приложением Lightwave еще в 2004 году и создание 3D-моделей в ней стало его второй натурой. И хотя программа не идеальна для создания моделей для 3D-печати, ее многочисленные достоинства перевешивают минусы, и кроме того, совсем не сложно найти способы обойти сложности, возникающие в ходе использования этого приложения.

Рендер модели самолета
Рендер модели самолета

При построении модели, Дону пришла идея попробовать найти способ использовать созданные им текстурные карты, для иллюстраций на 3D-печатной версии. Когда он был ребенком, он строил бесчисленные модели самолетов, и большая часть деталей сдавалась при помощи наклеек, которые входили с наборы конструкторов. А мог бы он напечатать свои собственные наклейки? Поиск в Google по запросу «напечатать свои собственные наклейки» показал, что это очень распространенная практика в мире моделирования, и ее применяют для всего, начиная от создания моделей поездов до радио-управляемых машин. Посетив онлайн магазин Amazon он заказал несколько пачек листов прозрачной наклейки, которые прибыли через пару дней.

Подготовка модели для печати

При печати на 3D-принтере типа FFF (Методом Послойного Наплавления), следует помнить о некоторых особенностях этого вида печати. Самое важное, что нужно знать, это то, что принтер укладывает по одному тонкому слою за раз при помощи того, что можно сравнить с маленьким клеевым пистолетом. Толщина каждого слоя составляет примерно толщину обычного листа бумаги. Когда принтер распечатывает очередной слой, ему необходимо печатать его на что-то, и нужно помнить, что у него не очень то получается печатать в воздухе. И поэтому вам необходимо создавать ваши модели таким образом, чтобы слои распечатывались либо на предыдущие слои самого объекта, либо на специально спроектированные опоры. Большинство 3D-принтеров типа FFF простит вам отклонение до угла 45°.

И поэтому, для создания этого самолета, Дон разделил основной корпус судна на две части, так что бы можно было распечатать корпус вертикально, укладывая слои друг на друга. То же самое он сделал и с крыльями. Чтобы воспользоваться преимуществом того факта, что модель самолета будет разборной, Дон решил выполнить его в стиле «3D-печатной инфографики», и для этой цели он создал ряды сидений, чтобы люди могли видеть, как салон будет выглядеть изнутри.

Пользовательский интерфейс приложения Simplify 3D
Пользовательский интерфейс приложения Simplify 3D

По завершению работы с 3D-моделью создается STL файл, который экспортируется из Lightwave и открывается в программе для выставления параметров принтера. Дону нравится использовать Simplify 3D, потому что это приложение предоставляет необходимый уровень контроля. Множество переменных позволяют определить качество конечной печати, включая скорость печатающей головки и уровень высоты слоя. Эти переменные и около 80 других можно регулировать в этой программе.

3D-принтер WanHao Duplicator 4 распечатывает самолет «Double Bubble»
3D-принтер WanHao Duplicator 4 распечатывает самолет «Double Bubble»

После того, как файл «нарезан» на множество слоев, на основе которых и будет происходить печать объекта, эти данные отправляются на принтер. В случае Дона, он выводит файл в формате .X3G, копирует его на SD-карту и переносит информацию на принтер. Принтер может контролироваться и непосредственно с компьютера, но если компьютер зависнет или выключится или программа случайно закроется, печать прекратится и все будет испорчено. Из-за этого Дону нравится работать с SD-картами.

Чтобы напечатать самолет, Дон использовал свой принтер WanHao Duplicator 4 и пластиковый филамент PLA. Он купил этот принтер и необходимые материалы на Makergeeks.com. Дону очень нравится его Dublicator, потому что, несмотря на очень активное использование, он продолжает создавать объекты очень высокого качества.

Иногда бывает довольно сложно сделать так, чтобы распечатываемые объекты хорошо прикрепились к платформе печати. После многих экспериментов, Дон обнаружил, что клейкая малярная лента, протертая изопропиловым спиртом идеально подходит для этой цели. Эта модель была отпечатана из PLA пластика, созданного на основе кукурузного крахмала. Принтер WanHao Duplicator 4 не подогревает платформу печати, и поддерживает температуру сопла на уровне 205°. Диаметр сопла составляет 0.4 мм, высота слоя - 0,17 мм и скорость печати 3500 мм в минуту. Печать всех деталей самолета на этом принтере занимает около 15 часов.

Отпечатанные детали самолета еще на платформе.
Отпечатанные детали самолета еще на платформе.

Следующий шаг - сборка самолета. Чтобы соединить обе секции Дон создал внутренний «рукав» со слегка приподнятыми «бортиками трения» по всему периметру. Это позволит собрать судно без клея и при необходимости, его можно будет легко разобрать.

Самолет перед сборкой, видны вкладыши вложенные в крылья
Самолет перед сборкой, видны вкладыши вложенные в крылья

Дон также создал небольшие вкладыши, которые легко вставляются в крылья, а так же стабилизаторы для правильного расположения их при склеивании. Для склеивания деталей он воспользовался клеем Loctite Super Glue Ultra Control Gel.

Самолет на рабочем столе Дона
Самолет на рабочем столе Дона

Когда со сборкой самолета было покончено, Дон занялся наклейками. Он создал картинки в Adobe Illustrator, а затем экспортировал их в Photoshop, чтобы иметь возможность подогнать их и сохранить в формате PSD, который можно использовать в качестве текстурных карт для 3D-файла в Lightwave, а также для печати на листах наклейки. Все это можно сделать непосредственно в приложении Illustrator, но Дон привык делать это по-другому, и всегда использует Photoshop для обработки изображений и подготовки текстурных карт.

Картинки на листе наклейки
Картинки на листе наклейки

Размеры листов наклеек Testor позволяют использовать их практически на любых струйных принтерах. Дон сделал столько наклеек, что их хватило для двух самолетов, и добавил еще несколько деталей на всякий случай. И поскольку Дону предстоит отправить этот самолет креативному директору журнала Popular Science, для пущего эффекта он добавил имя их компании-учредителя на модель. После распечатки картинок на наклейке, он нанес три слоя лака из баллончика с распылителем, давая каждому слою хорошенько высохнуть перед нанесением следующего. Струйные чернила растворяется в воде, и лак необходим, чтобы «исправить» этот недостаток. После высыхания, нужно вырезать картинки по одной, и бросить их в тазик с водой секунд на 10. Затем картинку нужно промокнуть бумажным полотенцем и аккуратно снять защитный задний слой. Готовую картинку нужно аккуратно приклеить на ее место. Но прежде, чем наклеивать наклейки, необходимо обезжирить модель. Дон обнаружил, что если на модели останутся следы от рук, то наклейка может не приклеится. Поэтому Дон очистил свой самолет изопропиловым спиртом и бумажными полотенцами.

Готовый самолет и корзинка с деталями для следующего самолета
Готовый самолет и корзинка с деталями для следующего самолета

Когда самолет полностью готов, Дон распылил на него еще один, завершающий слой лака, чтобы дополнительно зафиксировать наклейки. Самолет готов! Для завершения этой работы Дон создал схему сборки для своего творения.

Схема сборки самолета
Схема сборки самолета

Эту модель можно приобрести непосредственно у Дона за $15 в его магазине. Вы можете скачать файлы этой 3D-модели в форматах .LWO .OBJ и .STL.

Статья подготовлена для 3DToday.ru

Данная новость перенесена в архив новостей.

Следите за развитием технологии в блогах пользователей 3D-принтеров.
Самые интересные новости индустрии 3D-печати теперь расположены в новостных блогах.
26 Мая 2014
4375
1

Написать комментарий

Последние распечатанные 3D модели

OkanyES
Распечатано на: Anet A6
alexaneonow
Распечатано на: PICASO 3D Designer

Новые 3D-модели

Adapter
DimaKrylov2003
Adapter
BABY GROOT
Medelis
BABY GROOT
Закрытая дверь в подземелье
dizatorr
Закрытая дверь в подземелье
2017
Medelis
2017