Создание индивидуальной клавиатуры из переработанного пластика с помощью напечатанных литьевых форм

Хуан Игнасио Кармона, дизайнер изделий из Испании, завершил свой дипломный проект с помощью SLA 3D-принтера Form 3 и настольного литьевого пресса HoliPress.

В рамках проекта была создана механическая клавиатура для использования в сочетании с CAD-программой Blender. Клавиатура изготовлена из переработанных пластиковых деталей с использованием пресс-форм, напечатанных на Form 3 и полимером Rigid 10K. 

Использование вторичной переработки для повышения эффективности

Бракованные детали, напечатанные при помощи FDM 3D-принтера и ABS-пластика, были повторно использованы в этом проекте.

ABS - это термопласт, получаемый из нефти, является одним из наиболее часто используемых материалов в FDM 3D-печати благодаря своей прочности и долговечности. Он не является биоразлагаемым, так как производится на основе нефти, но, будучи термопластиком, может быть переработан, если его правильно отделить от других пластмасс.

ABS - идеальный материал для литья, используется для создания обычных пластиковых деталей, таких как конструктор LEGO. В жидком состоянии он очень податлив и не слишком клейкий, что позволяет добиться высокой точности и мелких деталей, а также предотвращает прилипание к форме. Он также быстро остывает и имеет небольшую термическую усадку, что делает процесс формовки быстрым и простым.

Помимо улучшения эстетических характеристик, использование переработанного ABS также добавило продукту экологическую ценность, поскольку повторно использовался материал, который в противном случае был бы потрачен впустую. Помимо пользы для окружающей среды, использование переработанных пластмасс может привлечь потребителей, которые ценят устойчивое развитие и заботятся об окружающей среде.

Los Hacedores, мадридский партнер Formlabs, с которым Кармона сотрудничал для реализации проекта, специализируется на 3D-печати и моделировании, и одним из программных продуктов, которые они часто используют, является Blender. Бесплатный и с открытым исходным кодом, Blender является одной из самых известных и используемых программ для 3D-моделирования во всем мире, но он также известен тем, что сложен в освоении из-за широкого разнообразия функций и элементов управления.

По этой причине команда Los Hacedores определила клавиши цифровой панели, используемые в Blender, и раскрасила их в соответствии с их назначением, чтобы облегчить их использование, что способствовало повышению эффективности и результативности компании. Целью данного проекта было экспериментальное использование литья под давлением для создания отдельной цифровой панели, совместимой с компьютером и позволяющей настраивать ее, включая назначение функций различным клавишам.

Литье под давлением с использованием напечатанных форм

Для этого проекта Кармона использовал SLA 3D-принтер Form 3 и настольную машину для литья под давлением HoliPress.

Form 3 - это доступный профессиональный принтер компактного размера, который предлагает широкий спектр материалов, включая передовые инженерные разработки, идеально подходящие для литья. Кармона попробовал различные смолы для изготовления пресс-форм, включая Grey Pro, High Temp и Rigid 10K.

• Rigid 10K Resin - это материал, рекомендованный компанией Formlabs для литьевых форм, поскольку он сочетает в себе прочность, жесткость и термостойкость. Это промышленный стеклонаполненный материал с температурой нагрева 218°C при 0,45 МПа и модулем упругости при растяжении 10 000 МПа. 

• High Temp Resin также может рассматриваться как альтернатива смоле Rigid 10K. Эта смола имеет HDT 238°C @ 0,45 МПа, самый высокий показатель среди смол Formlabs, что позволяет ей выдерживать высокие температуры формования. Однако модели из высокотемпературной смолы более хрупкие, чем модели из смолы Rigid 10K Resin, и гораздо быстрее ломаются под давлением. 

• Grey Pro Resin - это третий вариант, который подходит только для небольшого количества деталей, например, при настольном литье под давлением. Ее следует использовать, когда давление и температура низкие, а точность размеров отлитой детали менее критична. Формы, изготовленные из смолы Grey Pro Resin, гнутся, прежде чем сломаться, что со временем ухудшает точность по мере использования формы.

Формы для литья под давлением, напечатанные с помощью полимера Rigid 10K.

HoliPress - это машина для литья под давлением, которая состоит из трубки с резисторами для нагрева и расплавления материала. Затем ручной или автоматизированный поршень используется для впрыска материала в пресс-форму, что позволяет создавать более сложные формы, чем при использовании других технологий.

 Готовая цифровая панель с клавишами из переработанного материала.

Традиционно машины для литья под давлением имеют высокую стоимость и большие размеры, поскольку они разрабатываются для промышленного использования, но HoliPress имеет более доступные размеры и цену для создания прототипов и малосерийного производства в домашних условиях, а также более прост в использовании благодаря терморегулятору и ручному поршню. Несмотря на невысокую производительность (16 см3 максимум), это не стало проблемой для проекта из-за небольшого размера необходимых деталей. 

Испытание литья под давлением в домашних условиях

Клавиши, отлитые под давлением из вторичного сырья, имеют уникальные цвета

"При достаточном количестве времени и преданности делу каждый может добиться подобных результатов у себя дома, не прибегая к помощи большого предприятия или завода", - сказал Кармона.

Этот проект - хороший пример демонстрации потенциала настольной 3D-печати и литья под давлением, а также демонстрации красоты и уникальности изделий, изготовленных из переработанных материалов.