Kalandozásaink a 3D nyomtatás földjén
Bognár András – 2015. február 21. – Egy hozzászólás
Hosszú, de annál érdekesebb bejegyzésünk következik:
Az egész történet egy hétköznapi problémából indult ki – ahogy az mindig is lenni szokott. Az autómban szerettem volna kényelmesen használni a telefonomat a kihangosítómmal úgy, hogy ne kelljen telefonálás közben kézben tartani a készüléket és a navigációhoz is legyen egy stabil tartóeszköz, hogy mindig szem előtt lehessen a telefonom. A dolgot az bonyolítja, hogy szeretem, ha az iPhone 5s készülékem tokban van, mert félek, hogy egy elejtéstől megsérülne az iPhone burkolata vagy betörne a kijelzője – nap mint nap találkozom ilyen esetekkel és kicsit túlbonyolítom az iPhone-om védelmét: jó minőségű szilikontok, kijelzővédő fólia, hátlapvédő fólia, oldalsó védőfólia :)
A telefontartók közül eleve kizártam az ablakra cuppantható megoldásokat, mert zavar a kilátásban és nem tartom igényes megoldásnak, inkább csak univerzális szükségmegoldásként tekintek rájuk. Szeretem továbbá, ha az iPhone töltőkábele nem csak úgy lóg összevissza a műszerfalon, hanem szépen meg van oldva az elvezetése. Bónuszként még jól jönne, ha a telefon dokkolásakor nem kellene külön bedugni a kábelt, hanem a csatlakozó automatikusan becsusszanna a készülék rendszercsatlakozójába.
Most nézzünk körül a piacon és nem nagyon fogunk találni ilyen eszközt, ami ennyire sokoldalú és minden igényt kielégít. Illetve van, ami már-már elfogadható, de mégsem a legtökéletesebb megoldás. Ez pedig a TomTom Car Kit autós tartónak azon változata, ami nem tapadókorongos, hanem 4 csavarral rögzíthető az erre a célra fenntartott szabványos felületre, meg is mutatom hogy néz ki:
Az autómban van gyárilag egy 30×38 mm-es lyuktávolságú (ProClip szabvány) lapos felületű mobiltelefontartó konzol kábelelvezető belső üreggel, ide szereltem fel pár éve a TomTom Car Kit-et és használtam csaknem teljes megelégedéssel pár éven keresztül, amíg iPhone 4 és 4s készülékeim voltak. A tartókonzol szépen elrejtette a töltőkábelt, nem lógott feleslegesen és dokkoláskor egyből töltött is a telefon. Maga az autós tartó Bluetooth kihangosító is volt, de ezt a részét nem használtam, mert az autómban külön kihangosító berendezés szolgált a kihangosításra és zenehallgatásra a Bluetooth technológia segítségével.
Most, hogy egy pár hónapja iPhone 5s-t használok (az iPhone 6 túl nagy nekem!), mindenképpen szükség volt egy autós tartóra is, ami megfelel az általam támasztott sokoldalú követelményeknek. Első körben a Kenu AirFrame termékét kezdtem el használni és nagyon meg voltam vele elégedve, mint szükségmegoldás: könnyen beleillesztettem az egyik szellőzőrácsba, erősen tartotta a készülékemet, tokkal és anélkül is tudta fogadni azt, könnyen ki is tudtam venni belőle, ha kellett. Egyedül az zavart, hogy a töltőkábelt külön kellett a készülékbe illeszteni és nem lehetett elvezetni esztétikusan a műszerfalnál. Ez nem maradhatott így, kellett tenni valamit!
Körülnéztem a „piacon” és szomorúan konstatáltam, hogy ilyen egyedi, de mégis gyakori igényekre szabott tartó nincs. Mi lenne, ha terveznék egyet amit aztán legyártatunk?
Itt jött a képbe a 3D nyomtatás lehetősége, amelyről egyrészt még egyetemi tanulmányaim során hallottam sokat és gyakorlatokon volt is lehetőségem testközelből megismerkedni a 3D nyomtatási technológiákkal, másrészt eFi barátom sokéve tartó szenvedélyes nyomtatásait, modellezéseit, kreatív kísérletezéseit is figyelemmel kísérem blogján, így kézenfekvő volt, hogy ebbe az irányba fogok elindulni. Érdemes a blogját átböngészni ilyen témakörben (is), nagyon érdekes dolgokról ír, egyik első bejegyzése a témában itt olvasható.
Az egyetem alatt nem sok, de jópár igen hasznos dolgot is tanultam, többek között megtanultam az AutoCAD és az Inventor használatát (2D és 3D rajz illetve modellező programok), így gyakorlatilag bármilyen, a gondolataimban megszülető tárgyat vagy találmányt le tudok képezni, modellezni. A 3D nyomtatás is gyakorlatilag erről szól, leegyszerűsítve: a lemodellezett tárgyat szeletekre vágja és rétegenként „kinyomtatja” olvasztott műanyagból, rétegenként egymásra. Így végül pár óra alatt összeáll egy modell. Persze nem minden 3D printer így működik, és ezerarcú a téma, sok-sok érdekes gyártástechnológiai problémára rengeteg furfangos megoldást fejlesztettek már ki, így gyakorlatilag már szinte bármilyen formájú tárgyat el lehet készíteni költséges gyártósorok és szerszámok nélkül közvetlenül egy 3D nyomtatóval. A 3D nyomtatók otthoni felhasználásra még csak az utóbbi években kezdtek elterjedni, de a profi 3D nyomtatók és gyártóeszközök, amivel az általam megálmodott tartót le lehetne gyártani elérhetetlenek voltak számomra, így a bérnyomtatás mellett döntöttem. Az amerikai Shapeways nevű cégnek küldtem el a modellemet, amit pár hét elteltével kézhez is kaptam nagy felbontásban, igényesen kinyomtatva. De ne rohanjunk ennyire előre, lássuk először a tervezés folyamatát!
Szóval úgy döntöttem, hogy tervezek egy olyan tartót, ami nekem minden tekintetben meg fog felelni és lehetőleg esztétikus. A tervezéshez az Inventor Fusion program mac-es verzióját használtam, melyet 30 napig bárki ingyen használhat (pár nap volt a tervezés, simán belefértem az időkeretbe). A programra még ráfér némi fejlesztés és stabilizálás, de alapvetően logikusan működik és jól használható. Szerintem hátrány, hogy a modelljeinket online tárolja és ezáltal nehezen hozzáférhetőek előfizetés nélkül a későbbiekben.
A tervezés megkezdése előtt pont egy GoPro kamerát használtam és beugrott, hogy mennyire univerzálisak a kamera rögzítéséhez használt műanyag csatolóelemek, csatlakozók, csavarok.
Ebben az irányban folytattam tovább a gondolkozást. Adott volt a 30×38-as lyuktávolságú négyzetes rögzítőlap, ahhoz szerettem volna illeszteni egy tengelyirányban 90 fokban elforduló GoPro kapcsolt illeszteni, hogy fel-le és jobbra-balra is tudjam majd a készülékemet állítani.
A felcsavarozható alap megtervezése nem igényelt túl sok időt, viszont fontos volt, hogy a GoPro csatolóelemek minden méretét igen pontosan lemérjük. Általánosságban elmondható az, hogy a csatolóelemek csavarozható részei 15mm átmérőjűek és a lapok 3mm vastagok és közöttük szintén 3mm térköz van. Az egyik végükön két lap van, a másikon 3, így gyakorlatilag mindig összekapcsolható két ilyen elem és a legkülönfélébb rögzítések oldhatók meg ezáltal.
A komolyabb feladat maga az iPhone-t tartó elem megtervezése volt, bár ez sem volt túl nagy ördöngösség. Tokkal együtt mértem le az iPhone-om méreteit, mert nem kívánom minden egyes dokkoláskor kivenni a tokból a készüléket (bár a tartó tok nélkül is befogadja az iPhone-t). Toknak egy egyszerű, de általam a legjobbnak tartott tokot használok: védi a készülék oldalát és kicsit a kijelző fölé is felér, hogyha kijelzővel érne földet a készülék, megóvhassa a töréstől. A felülete nem ragadós, könnyen zsebbe csúsztatható és elővehető.
Fontos volt nagyon pontosan kimérni a Lightning csatlakozó helyét is, hogy behelyezéskor az is csatlakozzon a készülékhez. Meg szerettem volna oldani a hang kivezetését is a belső hangszóróból és a mikrofont is hozzáférhetővé terveztem hangvezető nyílásokkal. Ezek az apró alagutak a tartó belsejében futnak és minimálisan fel is erősítik a hangot, így ha nem a Bluetooth kihangosítómmal használnám a tartót, akkor is élvezhető beszédhangminőséget eredményeznek.
Amire egyelőre büszke vagyok (persze az egészre is amúgy, ez az első 3D nyomatom!) az a furfangos töltőkábelhely-kialakítás! Elmondom hogyan működik, képekkel is szemléltetem alábbiakban. A tartó alján 90 fokkal a rendes állástól elfordítva lehet felvezetni a kábelt az ovális nyíláson, majd amikor felért és kibújt a nyílásból, el lehet fordítani a szükséges állásba és vissza lehet húzni a fentről induló, de nem végigfutó ugyanolyan ovális nyílásba, ami megfelelő helyen meg is állítja a kábelt fejét, így az nem csúszhat ki az eszköz alján!
Mindez szépen hangzott leírva, de nagyon vártam, hogy el is készüljön a megtervezett modellem. Pár napnyi utolsó simításként elkönyvelt módosításhalmaz után végül úgy döntöttem, hogy beküldöm a modellt a céghez gyártásra. Felhasználóbarát felületen kiválaszthatom, hogy milyen anyagból és színnel nyomtassák a terméket. Jeleztek, hogy nyomtatható a modell (leellenőrzik nyomtatás előtt, hogy nem hibás-e) és pár héten belül meg is fog érkezni a nagyságrendileg 10-12.000,- Ft-ba kerülő késztermék. Meg is érkezett rendben és meglepő (nem meglepő!) módon szinte minden rendben volt vele. A termék lézer-szinterezéses eljárással (SLS) készült, nagyon nagy pontossággal, de a felülete az eljárásból adódóan nem volt tökéletesen sima, így az iPhone-om tokostul enyhén szorult benne. Ezen könnyen segítettem, enyhén megcsiszoltam a tokkal érintkező felületeket és máris jó lett. Hasonló volt a helyzet a Lightning csatlakozó kialakításával, ott is egy kis célzott csiszolás segített.
A beszerelés mindössze annyiból állt, hogy a 4 csavarral rögzített TomTom tartót kioldottam és a helyére az általam tervezett és 3D nyomtatással legyártott tartót csavaroztam fel. Jól mutat, jól is használható és végre már semmi sallang nem zavar az autómban :)
Azért persze nem vagyok 100%-osan megelégedve az eredménnyel, csak 99%-ban, így változtatni fogok pár dolgot a következő modellben:
– A tartó belső kialakítását 0,5mm-rel szélesebbre venném, hogy még egyszerűbben belecsusszanjon a készülékem.
– A készülék aljánál jobban nézne ki, ha követné a tartó is a készülék ívét.
– Ha már úgyis újat készítünk, egy kicsit valószínűleg lehet még optimalizálni a felhasznált anyagmennyiségen a szilárdság csökkenése nélkül, hogy kevesebb anyag kelljen hozzá.
A második változat (itt láthatjátok) elkészültét annyiban segítette a gyártó cég, hogy az első változat leszállítását követően küldött egy kupont, amiből gyakorlatilag ingyen le tudtam gyártani a második változatot, így gyorsan le is modelleztem a szükséges változtatásokat és beküldtem gyártásra. Ha megérkezik a késztermék, írok majd róla!
Összefoglalásképpen: nagyon magával ragadó technológia a 3D nyomtatás és az ember alig várja az egyik modell elkészülte után, hogy még mit tudna tervezni! És az, hogy a termék végül meg is érkezik kartondobozban, a lázas kibontás, megtapogatás és megnyugvás, hogy igen, jól mértem, jól terveztem, mind-mind örömteli élmény! Valószínűleg fogtok még hallani ilyen témakörben rólunk ;)
Guszta lett, gratulálok – a Lightning csati rögzítése meg külön brilliáns ötlet! Meg fogom neked csinálni az új verziót FDM printeren, hogy össze lehessen hasonlítani a kettőt – bár ehhez a ProClip talp alján el kell tüntenti a bemarást. A v1 modell alapján brutális drága (42 EUR/kg) nyersanyaggal és 20% infillel számolva a 35 grammos testek anyagköltsége megáll 450 HUF alatt :)