如何3 d打印更现实的消费产品原型吗
我们讨论4水平的3 d打印原型现实所有的工业设计师都应该知道,和给你一步一步如何实现每一个!
步骤1:概述
(一个本教程的视频版本是可用的)
这是我以前的后续how-to-print-consumer-goods教程,但你不必阅读教程,理解这个。
事实上,我学到了很多从印刷这些手机,所以我要澄清这些先前的想法,给你一个完整的、端到端的指导如何设计、印刷、消费品和后处理自己的原型。
我们将讨论如何使:
- 低分辨率(但非常有用!)FDM原型初始大小
- 多材料原型触摸和感觉
- 原型的颜色你想要,
- 如何让你的额外的现实原型,用一些卑鄙的最后!
就像之前,让我们把自己的鞋小,快速发展,工业设计团队试图迭代和推销一种新产品。这一次,我们要问自己:
就像之前一样,我们的目标不是得到100%的工作原型可以船到客户,但是足够一个现实的模型简单地向决策者和焦点小组这个新产品。
我们想做它很快。
我有一些游戏系统在家里,所以我将使用他们的灵感。结束时,我们想要一个3 d印刷原型和感觉有些类似这样:
首先,让我们先从一个简单的分级模型。
步骤2:现实主义水平1:大小和形状
我设计主要在SOLIDWORKS,所以我花了1小时在CAD和想出了这个:
虽然我爱SOLIDWORKS和它的伟大创造精确、加工形状,使用它来创建平滑的有机设计像一个视频游戏控制器需要很多工作。
所以当我应该使用5 - 10阁楼和边界表面和编织我的模型所有换和人体工程学,我没有。我只做了两个简单的身体,一个共同的交集整体形状,然后切成片的。
虽然它可能看起来不错在电脑屏幕上(有点像控制器我作为一个孩子),甚至使一个简单的,廉价的FDM打印告诉你:
但有一个巨大的SOLIDWORKS插件称为“浮出水面”你可以做什么sub-divisional很容易,推挽式造型。然后使用所有的精确的和基于历史的机械工程特性SOLIDWORKS之后提供。
所以我下载免费试用的浮出水面,并花了5分钟Sub-D建模,它看起来像这样:
您可以添加更多的面孔,推拉和扩大你的模型在所有三个方向,我真的不能说足够简单的力量如何浮出水面插件的过程这个光滑的有机形状!
,然后,我可以用我所有的正常SOLIDWORKS功能添加按钮和加工的脸:
(工业设计师主要使用犀牛,或者Zbrush,或3 dsmax软件,你可能会笑我是多么惊讶这光滑sub-d形状很容易。我知道这很容易在这些程序,但是我和我的读者来自SOLIDWORKS一半,所以值得报道。)
你瞧,使用一个光滑,混合,人体工程学Sub-D形状导致一个更好的模型的FDM机:
但是我这里不只是想表扬权力浮出水面(尽管如果我是在一个ID公司主要利用SOLIDWORKS工作,我会完全购买许可证)。
我的观点是注意有用甚至快速、廉价、FDM分级打印。大多数人不会想到一个粗糙、单色FDM模型作为“现实的”,但他们帮助我做出大的早期设计决策,这是重要的。
事实上,我没有打印这些模型在序列,实际上我打印他们两个在同一时间在同一托盘,所以我可以得到的反馈:
这是第一阶段的3 d打印现实主义,我们只是试图找出大小和形状我们的设计。
(那些读我的手机教程记住,在这个阶段,我打印了很多FDM模型,一些在10%大于我的原始设计,小约10%,与一些关键尺寸改变,只是为了确保我正确的大小。我也会这么做的,但我第一次尝试的路面模型在我的手感觉很好。)
在这个阶段,我们要做的就是快速,比较反馈我们的设计是否有正确的信封:
感觉就在手中吗?
它通常是正确的大小和形状来完成工作吗?
任何像样的FDM打印机将完成这项工作在这里,F370在我办公室,这个打印花了6个小时,所以年底我第一天在这个项目中,我有一个好主意的整体形状和大小我的游戏控制器。
但我们可以让事情更现实。
所以让我们继续:
步骤3:现实主义水平2:感觉
现在我希望我的模型最困难的部分是硬和软的部分我的模型是柔软的,近似的感觉和功能按钮和overmolding控制器。
所以我们要搬到我的实验室Polyjet机器所以我可以打印多个材料到相同的模型。
从我之前的教程,这是我们的材料选择:
从这个有用的网站,这是肖氏硬度规模相比常见的物体,以防你没有记住:
所以用我们Stratasys公司J750,我的总体规划是选择软Agilus黑色我控制器的按钮和维罗白色硬体:
因为我设计的方式参与SOLIDWORKS(与多个单独的机构),很容易分配这些GrabCAD打印不同的材料:欧洲杯足彩网
但是等等,
我们测试这些按钮来看看为什么不硬,短的1小时打印我们承诺之前,贵,5小时多材料打印?(这是一个很好的检查如果你没有打印很多Agilus之前,这是我的情况。)
所以我打印这个托盘:
这可能看起来像很多冗余,但我实际上是测试许多不同的想法在这个小任务:
我的假设是,离开按钮的不同部分空心将是一个卑鄙的方式使海岸30感到困难或软在我的命令,而且它完全一样!
(我可以测试更按钮配置1小时,还有房间里留在我的托盘!但我试图得到这个测试和二级控制器印在同一天,所以我比较固体Agilus按钮和一个1毫米壳,壳2毫米,悬臂(不支持)按钮。)
我证明在我最后的教程中,你不需要任何特殊的“连锁”Agilus和州立机构之间,因为自然结合polyjet过程将甚至一起面对面的身体比强力胶:
1小时后,我把我的印刷品的机,发现:
这是我的手指压扁壳支持的固体岩石与1毫米厚度,试图展示视觉上的区别:
注意从后面看,你可以看到白色的支持材料网格仍然在我们不支持的按钮。在我们1毫米壳,同样支持网格将在我们Agilus按钮,在那里呆模型的整个生命,没关系!
支持网格被困在Agilus壳(橙色的脸),是什么给了我“压扁”我在找来模拟这些按钮。
(这是我从我们的把戏医疗建模团队——可以使用支持网格七分之一J750材料有时,如果你捕获里面感觉软密封。不能保证长期survive-ability捕获的支持材料,但是对于我们的原型的目的,它将持续足够长的时间!)
当然,你会想拨不同模型在不同程度的压扁你,我会给你一个指导本节结束时。但关键是,我测试了13个不同按钮squishinesses在一天早上,可以检测更多!
它也是有趣的比较我们的印刷测试我们试图模拟真正的部分。我买了一些供应从游戏控制器修理的地方,这是在这些按钮我们试图匹配:
所以我们打印1毫米壳Agilus的一些支持材料,硬州立塑料包围。但在现实生活中,很难,空心塑料按钮/橡胶弹簧,总共不到1毫米厚度。这不是一个1:1匹配。
如果这种程度的现实主义是非常重要的,你肯定可以花更多的时间在这里,春天的实际几何建模,尝试更多的按钮测试,但是我有一个好的感觉和我空洞的按钮,和我们有一个最后期限迫在眉睫。
所以我继续和印刷:
以供将来参考,这里有按钮的尺寸我们试过了,从最难柔软:
这是一个2级现实主义模型中,这是现实的吗的感觉。现在我的模型最困难的部分感到困难,和柔软的部分软。这似乎是一件小事,但实际上是一个巨大的差异的现实模型,特别是如果你原型高端消费品,感觉贵了。
(有点柔软走很长的路在厨房用品,电子产品情况下,玩具和奢侈品。)
再次,我可以一直迭代,添加一个橡胶overmolding和试图模拟这些< 1毫米泉,但是我在寻找2级,当我手模型的同事,他们说“太酷了!我明白你要的!”
而这正是发生了:
所以年底只是我在这个项目的第二天,我有一个模型,该模型是正确的大小和形状,现在感觉接近一个真正的控制器设计的本质是通过。
但是在我们转移到一个更高程度的现实主义,我想带一个简短的弯路,可以节省大量的时间和你的未来的3 d打印消费品原型:
步骤4:插曲:模块化设计
这不是一个新想法在3 d打印,但是我最近重新学习它从当地建筑客户我遇到了AMUG。
(仅供参考,AMUG是世界上最好的地方去学习很多技巧1拥挤不堪的一周。)
这个建筑公司在做什么,而不是翻印整个建筑模型每次客户想看到一个稍微不同的颜色,他们会打印在白色的核心,然后打印可脱卸的模块化板在所有不同的颜色他们想测试,并改变像老白薯。
这不仅让他们打印速度(平抓板打印很多速度比庞大的建筑形状),但它会让他们打印无级变速,这意味着他们可以混合和匹配的颜色!
所以我和印刷做了同样的事情:
(您将看到,这救了我大量的时间,在下一节中,让我测试许多不同的颜色组合在分钟!眼尖的读者会注意到我使用它与杰拉尔德和菲尔在前面的图中,给他们不同的版本测试。)
有很多方法为模块化的准备您的3 d文件打印,但是我用了复制,壳牌和分裂特性SOLIDWORKS:
因为我们做了一个复制壳顶部和底部的最后一步,减去那些从原来的身体,我们有一个完美的,面对面之间的适合我们的三个部分。在电脑屏幕上看起来不错,但我们必须把一些宽容,允许打印机精度。
宽容是什么?
如果我是FDM印刷,总是我的起点一层高度任何交配表面之间的差距。
如果我是印刷在0.010”层高度对我们F123系列中,我将开始在一个0.010”差距很紧(甚至需要喷砂)滑动表面之间的配合,从那里去。
但该规则适用于polyjet印刷吗?
没有其他准则,这就是我。
这里有一个简单回顾层高度在FDM vs PJ印刷:
我是印刷在我J750高混合模式,所以我离开了0.027毫米(微米)27日之间我的部分,特别是在按钮支柱通过顶部来自共同的核心:
(你可以看到上面的模型从我开始挖空按钮前的感觉。我测试这个想法之前打印在Agilus级别2。)
所以工作吗?
哦:
实际困难的部分是确保我已经删除了所有的支持材料内部的顶部和底部,因为即使是薄膜的支持不仅仅是宽容我!
底部没有超级紧,但顶部,由于柱装在按钮,你可以看到如何紧密连接顶部,因为我必须工作所有边缘得到了:
所以感觉后,0.027毫米是我的默认polyjet宽容从现在开始,如果我印刷在高混合模式!
现在我们已经准备好让我们的模型更加真实,继续:
第五步:现实主义水平3:颜色
在这个层次上,我们试图让颜色接近我们的真实模型的样子。
如果你还记得我最后的教程中,2 d打印机使用4颜色白皮书色域,而J7506可寻址的头:
所以我们能做什么与6头吗?
好吧,如果你读过我的早些时候教程在SOLIDWORKS纹理部分,你知道,我们可以很容易地添加“颠簸”3 d纹理模型,印得很好,所以我打印其中一个在一个简单的深黑色,像控制器通常是:
然后我决定变形部分橙色,因为为什么不:
然后我把这一部分到犀牛,应用随机图像最重要的是崎岖不平的3 d纹理:
这是我们的新印刷鲜艳的色彩,这就是为什么红真的出现。
和疯狂的一件事,因为J750 6头6不同的材料,如果你聪明的材料组合:
重复,如果你选择正确的材料负载J750,你可以打印所有这三个上衣,甚至核心的Agilus按钮在同一托盘上,在同一时间。
这真的打开了一些可能性。
我也自动生成“泰森多边形法”模式与犀牛的蚱蜢插件:
然后我把泰森多边形法模式的犀牛,把一个星系的结构:
一年前,我从没想过我会这样的3 d打印东西,这么快。
(如果你想知道如何使用犀牛+蚱蜢生成复杂,半随机泰森多边形法格从任何CAD的形状,看我的专家级教程打印泰森多边形法结构。)
因为这些都是那么容易,我开始跑步的打印颜色的想法。由于模块化的印刷,我不习惯能够尝试这么多颜色的研究在这么短的一段时间!
我的意思是,我完成了所有这些模型在短短2天:
我们随便去一个地方我可以打印颜色研究一周多于一组设计师能够在一个月。
现在,验证了J750匹配一些潘通色卡的颜色,我甚至可以选择更准确的颜色,从我的身体色板:
(如果你想如何让屏幕上的颜色匹配的打印机出来的什么NON-Pantone部分,你可以阅读我详细的颜色打样教程。)
关键是,我们可以有很多选择。(因为我们有一个模块化的核心,选择很容易切换!)
这是现实主义三级向右,得到模型颜色你想炫耀你的客户。
你可以从物理样品配色,从一个潘通色卡书,应用颜色从图像和其他纹理,并尝试很多选择,你的客户会认为你已经花了数月时间准备!
我见到很多设计公司都把油漆的模型到这个水平,但如果你正在寻找一个最终颜色标志,准确的商标、贴纸、按钮和显示没有长时间的手绘画,这是你如何到达那里。
我们差不多做完了,但如果你还记得我的“灵感”从一开始本教程的照片,在家我的控制器有某种“发光”。某种方式“闪耀”。
所以我们要更高,移动到:
第六步:现实主义四级:一切
现在我们将过去的3 d打印技术的领域和移动到道具,像一个电影工作室。
如果我们想让我们的模型有一个现实的重量,我们可能胶水便士或导致权重空心空间内添加质量。
在我的例子中,因为polyjet材料比水的密度约20%,我的控制器模型实际上是太重,所以我添加了不错的口袋我的共同核心:
磁铁也解决你的一些4级问题,有时通过模拟提前适合或连接器。从上面可以看到,我的想法是超级胶水一组8毫米x 3毫米neodyminium磁体我的屁股和我的核心,因为他们保持分离。
但最终我只需要一个磁铁在底部,由于摩擦的8毫米直径磁铁(8 + 0.027)毫米的洞共同核心足以保持底部连接!
在这个阶段你也可以模拟亮度我打印的模型,每一维罗清晰透明的部分也会wet-sanded漆和喷漆,因为这有很大的差异。
但最大的我现在要做(我仍然不能相信这个工作)是模拟内部灯通过购买这些小4美元led从Dreamrave.com:
然后,如果你打印在透明的共同核心州立清晰,滑动一个发光二极管在一个小口袋里面你和应用前面的泰森多边形法,得到:
如此接近的我的意思是,我开始从控制器,在看,体重,甚至内部的光芒,我仍然惊讶好了!我的意思是,来吧:
你可以花天,天的时间把最后的四级涉及您的模型,但是最后一个内幕消息最大现实主义是如何准备你的模型,你有没有注意到黏糊糊的Agilus黑色是吗?
俗气的足够的,我甚至可以把这些测试部分粘在我的手指下表:
电子战。
所以如果你有让你的3 d打印原型尽可能真实,你不希望他们比真实的东西应该更具粘性,我给你一个解决方案:
不,我不是在开玩笑。
买一些玉米淀粉和画家的画笔,罚款和刷薄薄的一层玉米淀粉在你Agilus印刷表面。这是我做的,在我妻子的一些美术用品,少让我的控制器按钮粘:
如果你只使用一层薄薄的干玉米淀粉(和刷干净之后刷)它不会改变Agilus黑的颜色,并使他们更少粘性的大门。
好了,这就够了。现实主义水平1 - 3是很容易通过如果你有正确的3 d打印机,但是如果你想了解更多关于现实主义四级,去买几本书在电影和戏剧道具设计的更多提示(就像我最近做的)!
现在,让我们结束一切!
第七步:最后的总结
3 d打印技术不是魔法。
这不是一个一站式、发射后不管的解决方案使现实的100%,产品原型在你的第一次尝试。
但是我希望本教程所示是有阶段如何现实的3 d打印模型可以得到,每个都有越来越多的时间和精力:
我希望我给你足够的信息来让你在各个层面。
我们讨论过的原因1级分级打印是非常重要的(很多大产品决策发生)。
我们讨论如何让你的2级按钮感觉困难或柔和的需要(只有一个上午的测试)。
我们已经讨论过如何颜色匹配3级(潘通色卡或没有)。
最后,如果你想要最现实的模型,我们已经讨论过如何看过去只是3 d打印使用重量、发光、光和prop-making技巧4级。
最后我要指出的是,与现代,多材料打印机,你可以爬上这些水平可能比你想象的要快得多。总之,我花了一周从没有概念有一个四级原型我可以自信地告诉任何人:
我没有一个很好的工业设计师。
总之:原型永远不会是完美的。3 d打印永远不会是100%真实的。
但是整个的快速原型是获得批准的概念,所以我们必须问自己:
我希望你的回答是肯定的。
如果你想要我做的任何的更多信息,总是随时问我,shuvom.ghose@stratasys.com。
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