211service.com
Kunsten at 3D-printe
Som en del af vores særlige rapport om fremstilling spurgte vi Neri Oxman , en professor ved MIT Media Lab og en internationalt anerkendt kunstner, hvis arbejde er en del af den permanente samling på Museum of Modern Art i New York, for at skabe en skulptur, der skulle illustrere fremtiden for fremstilling. (Se et galleri med billeder her.)
Hvad hun producerede, i samarbejde med MIT materialevidenskabsprofessor Craig Carter , er en kraftfuld demonstration af mulighederne for 3-D-udskrivning, ved hjælp af teknikker, der udnytter 3-D-printernes muligheder på måder, som konventionelle fremstillingsteknikker ikke kan.
3-D-print omfatter en række teknologier – fra inkjethoveder monteret på portaler, der kan aflejre plastik lag for lag for at danne komplicerede modeller, til nyere laserbaserede systemer, der sintrer metalpulver til fremstilling af holdbare dele til fly. 3-D-printere er hovedsageligt blevet brugt til prototyping, men de er også ved at blive en mulighed for fremstilling og kan i sidste ende endda blive brugt til at printe bygninger, siger Oxman. Men designere og arkitekter har endnu ikke lært at udnytte deres muligheder.
Oxman, der er uddannet arkitekt, siger, at bygninger er designet i dag med et øje mod de komponenter, de kan laves af - plader af krydsfiner, glasruder, stålbjælker og betonsøjler. Som et resultat er disse designs begrænsede, på samme måde som legoklodser begrænser de former, som børn kan bygge. Der er lignende begrænsninger i konventionel fremstilling; der er nogle former, der simpelthen ikke kan bygges med eksisterende forme og bearbejdningsværktøjer, og designere har været nødt til at designe med disse grænser i tankerne.
Oxman udforsker måder at bryde med konventionel designtænkning ved at se på mønstre og processer, der findes i naturen, og bruge ligninger, der definerer disse processer, til at generere nye designs. Resultaterne er ofte overraskende former og strukturer, der kun kan laves med 3-D-printere.
For at hjælpe med at udvikle de nødvendige algoritmer er Oxman gået sammen med Carter. I nogle tilfælde giver algoritmerne ny æstetik, men de kan også have praktiske anvendelser - såsom at variere strukturen for at hjælpe med at bære belastninger. For en skulptur - en model af en tilbagelænet chaiselong - kombinerede holdet algoritmer hentet fra naturen med et kort over det tryk, en krop udøver på en stol. Resultatet afhænger af, hvor algoritmerne bestemmer, at stolen skal være blød for at give komfort, og hvor den skal være stiv for at give støtte.
Til skulpturen Oxman lavede til Teknologigennemgang , hun og Carter havde ikke de samme strukturelle begrænsninger pålagt af en stol. De eneste krav var, at resultatet lignede en terning, og at det skulle have ordene Making the Future på den ene side. Den resulterende terning er ikke et praktisk objekt, men det illustrerer deres tilgang til design.
Algoritmerne, der definerer skulpturens form, er baseret på naturlige processer. Den ene er udblanding af to væsker. Ved høje temperaturer bliver olie og eddike for eksempel helt opløselige, men efterhånden som opløsningen afkøles, begynder de to væsker at skilles ad.
Du nedskriver et sæt ligninger baseret på det, du ved om termodynamik og materialers kinetik, og ligningerne udvikler disse strukturer, der ligner væsker, der adskiller sig, siger Carter. Den resulterende skulptur ser ud, som om den proces er blevet frosset, og en terning er skåret fra midten af væskerne. For at lave bogstaverne introducerede Carter andre ligninger, der fik den ene væske til at blive tiltrukket af bogstaverne og den anden til at blive frastødt. (For at se en animation af, hvordan væskerne bevæger sig for at skabe bogstaverne, skabt af Carter, skal du klikke her .)
Oxman og Carter rodede med algoritmerne, indtil de nåede den endelige form, de ønskede, og sendte derefter den resulterende computerstøttede designfil til 3-D-printerfirmaet Objet for at lave den seks-tommers terning.
Teknologien, der bruges til at fremstille kuben, involverer en inkjet-printer til at lægge et lag polymerblæk, som udsættes for ultraviolet lys for at hærde det. Dette kræver udskrivning af en offerstøttestruktur lavet af en blød polymer, der kan blæses væk med en vandstråle.
Oxmans design skubber endda grænserne for eksisterende 3-D-printere - kuben var så kompleks, at det viste sig umuligt at fjerne alt det understøttende materiale fra dens centrum. Alligevel er det til dels hendes mål at skubbe grænserne for 3D-print. Faktisk er hendes laboratorium på MIT ved at udvikle nye former for 3-D-printere.
Oxmans laboratorium er også under udvikling robotsystemer der kunne printe store betonkonstruktioner til bygninger. Det nye robotsystem er designet til at kunne variere betonens densitet, hvilket gør det muligt at bruge tæt, stærk beton, hvor det er nødvendigt for støtte, og letvægts, porøs beton til ikke-bærende vægge, for at spare på materialeomkostningerne . Til sidst kan det endda være muligt at printe beton, der er så porøst, at det er gennemskinnelig, hvilket reducerer behovet for indendørs belysning.
Oxman fortsætter med at skubbe design fremad med sin kunst. Hun siger, at den tilgang, der blev brugt til Teknologigennemgang kube kunne tjene som grundlag for en af de 18 skulpturer i en ny udstilling, hun er ved at udvikle til Centre Pompidou i Paris. Udstillingen åbner til foråret.