3D tulostus ja suunnittelu

https://vm.tiktok.com/ZGeHpGxNw

3D-suunnittelua käytiinkin läpi jo aikaisemmin. Jatketaan kokeilua ja kehitystä eteenpäin. Tutkitaan miten tulostimet ja suunnitteluohjelmistot ovat kehittyneet viime aikoina.

Viime aikoina 3D-tulostimet ovat kokeneet useita merkittäviä kehitysaskeleita, jotka ovat parantaneet niiden suorituskykyä, monipuolisuutta ja saatavuutta:

1. Nopeus ja tarkkuus: Uudet tulostusmenetelmät ja teknologiset innovaatiot ovat mahdollistaneet nopeamman ja tarkemman tulostuksen. Esimerkiksi korkean resoluution DLP- ja SLA-tulostimet pystyvät tuottamaan erittäin yksityiskohtaisia tulosteita nopeasti.
2. Materiaalivalikoima: 3D-tulostimien käyttämien materiaalien valikoima on laajentunut huomattavasti. Nyt on saatavilla monenlaisia muovimateriaaleja, metalliseoksia, keraamisia materiaaleja, biohajoavia materiaaleja ja jopa elintarvikkeisiin käytettäviä materiaaleja.
3. Monimateriaalitulostus: Uudet tulostimet mahdollistavat useiden materiaalien samanaikaisen käytön, mikä avaa ovia monimutkaisempien ja monikerroksisten tulosteiden valmistukselle. Tämä on erityisen hyödyllistä lääketieteellisissä sovelluksissa ja tuotteissa, joissa tarvitaan erilaisia ominaisuuksia.
4. Koko ja hinta: 3D-tulostimien koko ja hinta ovat laskeneet, mikä tekee niistä entistä saavutettavampia kuluttajille ja pienille yrityksille. Pöytätulostimet ovat yleistyneet kotikäytössä ja harrastajien keskuudessa.
5. Tekoäly ja automaatio: Tekoälyä hyödynnetään yhä enemmän 3D-tulostusprosessissa, mikä mahdollistaa paremman tulostuslaadun, virheiden tunnistamisen ja prosessin optimoinnin. Lisäksi automaatio on lisääntynyt, mikä vähentää käyttäjän tarvetta manuaaliseen interaktioon tulostuksen aikana.
6. Kestävyys ja ympäristöystävällisyys: 3D-tulostusmateriaalit ovat kehittyneet kestävämmiksi ja ympäristöystävällisemmiksi, mikä vähentää jätteen määrää ja ympäristöhaittoja. Lisäksi kierrätettävien materiaalien käyttö 3D-tulostuksessa on lisääntynyt.

Nämä kehitysaskeleet ovat muuttaneet 3D-tulostuksen roolia valmistustekniikkana ja avaavat uusia mahdollisuuksia monilla eri aloilla, kuten lääketieteessä, teollisuudessa, arkkitehtuurissa ja kuluttajatuotteiden valmistuksessa.

Tekoälyn avullakin pystyy nykyisin jo luomaan 3D-malleja. Valokuvastakin voidaan nykyisin luoda 3D malli varsin helposti.

Ja nykyisin löytyy ohjelmia joiden avulla voi kuvailla tekstinä kappaleelle toivotut ominaisuudet ja 3D-malli rakentuu näiden kuvailujen pohjalta.

Kokeillaan kuitenkin ensin mitä chatgpt pystyy tekemään:

Käyttäjän antama tehtävänanto: “Tee g-koodi 3d tulostusta varten, hymyilevä avaimenperä”

Tekoäly: Tietenkin! Tässä yksinkertainen koodinpätkä 3D-tulostettavan hymyilevän avaimenperän luomiseksi. Tämä on yleinen esimerkki, jota voit muokata tarpeidesi mukaan, kuten muuttaa kokoa, muotoa tai yksityiskohtia:

; Aloitus
G28 ; Koti kaikki akselit
G21 ; Aseta mittayksikkö millimetreiksi
G90 ; Aseta absoluuttinen sijaintitila
M82 ; Aseta E-akselin tila absoluuttiseksi

; Tulostusparametrit
G92 E0 ; Nollaa ekstruuderin sijainti
G1 Z0.2 F1200 ; Siirrä tulostuspää 0.2 mm:n päähän tulostusalustasta
G1 X20 Y20 F3000 ; Siirrä tulostuspää aloituspaikkaan
G1 F500 E15 ; Purista muovia 15 mm
G92 E0 ; Nollaa ekstruuderin sijainti

; Kehon tulostus
G1 X25 Y25 Z0.2 F1200 ; Siirry aloituspaikkaan
G1 F300 E20 ; Aloita ekstruusio
G1 X30 Y30 E25 F1200 ; Piirrä ensimmäinen kerros
G1 X35 Y35 E30 ; Piirrä toinen kerros
G1 X40 Y40 E35 ; Piirrä kolmas kerros
; Jatka tarvittaessa samalla tavalla ylemmille kerroksille

; Silmät ja suu
G1 X31 Y32 Z0.3 E40 F1200 ; Siirry silmien aloituspaikkaan
G1 F300 E41 ; Aloita silmien ekstruusio
; Tulosta silmät
G1 X34 Y32 E42 ; Piirrä silmä
G1 X37 Y32 E43 ; Piirrä toinen silmä
G1 F300 E44 ; Lopeta silmien ekstruusio
G1 X35 Y29 E45 ; Piirrä suu

; Lopetus
G92 E0 ; Nollaa ekstruuderin sijainti
G1 F1500 E-6 ; Vetäydy varovasti muovin päältä
G1 Z50 F1200 ; Nosta tulostuspää ylös
G28 X0 Y0 ; Palaa aloituskohtaan
M104 S0 ; Sammuta suutinlämmitin
M140 S0 ; Sammuta alustanlämmitin
M84 ; Sammuta moottorit

Tekoäly: Muista tarkistaa ja säätää asetuksia, kuten lämpötiloja, nopeuksia ja kerrospaksuuksia, jotka sopivat tulostimeesi ja käyttämiisi materiaaleihin. Lisäksi varmista, että G-koodi vastaa 3D-tulostimesi käyttöohjeita ja ominaisuuksia.

No tietenkään vielä ei chatgpt kuitenkaan osaa yhden lauseen perusteella tuottaa valmista g-koodia. Se tekee järkevän oloisen koodirungon, mutta mitään valmista tuotetta siltä ei kuitenkaan saa.

Nykyisin on kuitenkin jo olemassa muitakin pilvipalveluja, joiden avulla voi saada parempaa jälkeä.

Yksi tällainen ehkä kokeilemisen arvoinen työkalu on meshy.ai.

Eli tulostettavia kappaleita pystyy ehkä tulevaisuudessa periaatteessa suunnittelemaan ihan suoralla suomen kielellä. Kokeillaan miten se onnistuisi/onnistuuko?

3D-tulostus on valmistustekniikka, jossa kolmiulotteisia esineitä luodaan lisäämällä materiaalia kerros kerrokselta ohjelmallisesti ohjatun tulostimen avulla. Se perustuu CAD (tietokoneavusteinen suunnittelu) -mallinnukseen, jossa suunnittelijat luovat digitaalisen 3D-mallin, joka sitten siirretään 3D-tulostimeen. Tulostimen ohjelmoimat kerrokset materiaalia sitten kerrostuvat halutun esineen muodostamiseksi.

1. Materiaalit: 3D-tulostimissa käytetään erilaisia materiaaleja, kuten muovia, metallia, kumia, keramiikkaa ja jopa elintarvikeaineita. Tämä mahdollistaa monipuolisten esineiden valmistuksen erilaisiin käyttötarkoituksiin.
2. Sovellukset: 3D-tulostusta käytetään monilla eri aloilla, kuten lääketieteessä (protetiikka, kudosteknologia), teollisuudessa (prototyypit, osien valmistus), arkkitehtuurissa (mallinnus, pienoismallit) ja kuluttajatuotteiden valmistuksessa (räätälöidyt esineet, koriste-esineet).
3. Edut: 3D-tulostus tarjoaa useita etuja perinteiseen valmistukseen verrattuna, kuten nopeamman prototyyppien valmistuksen, mahdollisuuden valmistaa monimutkaisia geometrisia muotoja, räätälöityjen esineiden valmistuksen pienissä erissä ja resurssitehokkuuden, koska se vähentää hukkaa materiaalin leikkauksesta tai muotoilusta.
4. Innovaatiot: 3D-tulostuksen jatkuva kehitys mahdollistaa uusien innovaatioiden syntymisen eri aloilla. Esimerkiksi lääketieteellisessä alalla on kehitetty menetelmiä, joilla tulostetaan potilaan omia kudoksia ja elimiä elinsiirtojen tarpeisiin. Lisäksi materiaalien ja tulostustekniikoiden kehittyessä, kuten monimateriaalitulostus ja bio-tulostus, avautuu uusia mahdollisuuksia monenlaisiin sovelluksiin.
5. Haasteet: Vaikka 3D-tulostus tarjoaa lukuisia etuja, sillä on myös omat haasteensa. Näihin kuuluvat muun muassa materiaalien rajoitukset, tulostusnopeuden ja -laadun optimointi, sekä kustannukset, erityisesti korkean suorituskyvyn materiaaleilla tai monimutkaisempien tulostimien hankinnassa.
6. Kestävyys: 3D-tulostuksessa on myös potentiaalia kestävyyden edistäjänä, kun se mahdollistaa paikallisen valmistuksen ja osien räätälöinnin tarpeen mukaan. Tämä voi vähentää logistiikkaan liittyviä päästöjä ja hukkaa, kun tarpeettomia osia ei tarvitse varastoida tai kuljettaa.

Yhteenvetona voidaan todeta, että 3D-tulostus on monipuolinen valmistustekniikka, joka tarjoaa lukuisia mahdollisuuksia eri aloilla. Sen jatkuva kehitys ja innovaatiot ovat avainasemassa sen laajemman käytön ja sovellusten löytämisessä tulevaisuudessa.

Tekoälyllä on valtava potentiaali parantaa 3D-tulostusta monilla tavoilla:

1. Suunnittelun optimointi: Tekoälyä voidaan käyttää monimutkaisten 3D-mallien suunnittelussa ja optimoinnissa. Esimerkiksi generaattoripohjaiset suunnittelumenetelmät voivat hyödyntää tekoälyä luomaan optimoituja geometrisia rakenteita, jotka ovat kevyitä mutta silti kestäviä. Tällaiset rakenteet voivat säästää materiaalia ja painoa, mikä on erityisen tärkeää esimerkiksi lentokoneiden tai autojen osissa.
2. Tulostusprosessin valvonta ja optimointi: Tekoäly voi valvoa 3D-tulostusprosessia reaaliajassa ja tunnistaa mahdolliset virheet tai laadunongelmat. Lisäksi se voi optimoida tulostusparametreja, kuten lämpötilaa ja tulostusnopeutta, jotta saavutetaan paras mahdollinen lopputulos. Tämä voi johtaa parempaan tulostuslaatuun ja vähentää hukkaa.
3. Materiaalien kehitys: Tekoälyä voidaan käyttää ennustamaan materiaalien käyttäytymistä erilaisissa olosuhteissa ja optimoimaan niiden koostumusta ja rakennetta 3D-tulostukseen. Tämä voi johtaa kestävämpiin ja suorituskykyisempiin tulosteisiin.
4. Kustomoitujen ratkaisujen luominen: Tekoäly voi auttaa luomaan räätälöityjä 3D-tulostusratkaisuja asiakkaan tarpeiden mukaan. Esimerkiksi terveydenhuollossa se voi analysoida potilaan anatomiaa ja luoda yksilöllisesti sovitettuja proteeseja tai implantteja.
5. Iteratiivinen kehitys: Tekoäly voi nopeuttaa prototyyppien kehitysprosessia 3D-tulostuksessa iteratiivisen suunnittelun avulla. Se voi analysoida tulosteiden suorituskykyä ja antaa suosituksia muutoksista, mikä auttaa suunnittelijoita ja insinöörejä kehittämään parempia tuotteita nopeammin.

Yhdistämällä tekoälyn voimat 3D-tulostukseen voi avata ovia entistä tehokkaampaan, tarkempaan ja innovatiivisempaan valmistukseen monilla eri aloilla.