close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og at Mediehuset Ingeniøren og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, tilbud mm via telefon, SMS og email. I nyhedsbreve og mails fra Mediehuset Ingeniøren kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.
fablab ruc bloghoved

Vi printer et slot - kæmpe 3D printeren

I dag gik vi og 20 studerende fra Humtek i gang med projekt Mimir igen.

Projekt Mimir er en kæmpe 3D printer - 6x6x6 meter - bygget på Fablab RUC til forskning og udvikling. Og lavet på Fablab manér, ikke til industrielle priser. Selve printeren har kun kostet omkring 50.000 i dele, tog to uger at bygge og kører på rulleskøjtehjul på truss. Den har printet med beton, og bevist at lagene faktisk hæfter sammen, hvad der var bedre end vi havde troet/frygtet.

Mimir er så vidt vi ved den første rigtig stor 3D printer i DK og var 2014-2017 nordeuropas største 3D printer (så vidt vi ved, evt. dementeringer modtages gerne i kommentarene :) ). Den er vist nu overgået størrelsesmæssigt af dette spændende projekt af 3D Printhuset, som vi snart tager ud og ser på.

Illustration: Nicolas Padfield, FabLab RUC

Mimir, foran Fablab RUC i 2014

Under kurset de næste to uger skal vi med de studerendes hjælp have afprøvet to nye tiltag:

  • Nye Z-akse hejseværk. Mimir er p.t. i gang med at få sin 3. generation af Z akse. Mk I var kædetalje drevet af en stor stepper motor med en enorm udveksling. Fungerede fint, men Z aksen bevægede sig ca. 200 gange langsommere end X og Y aksen, hvad der gjorde det svært at lave pæne og elegante overgange fra et lag til den næste lag. Mk II var modvægte og en en stor 400V elektromotor med snekkegear og en frekvensomformer. Den fungerede nogenlunde da, det vi mest havde imod det var den store virvar af wirer, dels til 4 modvægte, dels til at samle trækket fra de 4 hjørner til ét sted hvor hovedspillet stod. Mk III består af 4 stk kommercielle wirespil, tilføjet vores egen styring og encoder, så de basically er blevet lavpris DC servoer. Se lidt billeder nedenunder.

  • Vi vil kunne printe uden stress. Da vi printede beton, var alt i gang med at hærde, man arbejdede mod uret, og måtte stoppe med jævn mellemrum og rense pumper, slanger m.v. så de ikke blev fyldt med hærdet beton. Vores plan med de studerende denne gang er derfor at starte med at se om vi kan printe et sandslot. Dét er lige sagen til forsøg og læring uden stress, og sandet kan genbruges uendelig mange gange.

Det store spørgsmål er så: kan man pumpe sand? Vi har en ældre Putzmeister MP 25 betonpumpe (den fik vi billigt - skulle jeg anskaffe i dag ville jeg kigge på Vergutechs, synes de har en mere elegant sneglanordning) og vil forsøge at pumpe vådt kvartssand (men ikke så vådt at det ikke kan komme til at ligne en sandslot).

Så spørgsmålet til jer, kære læsere er: kan man pumpe sand med en mørtelpumpe? Og har I nogle tips til hvordan?

Nye beslag til Z akse spil - laserskåret 3mm stålplade

Testopstilling med et af de fire wirespil

Egenudviklet styreelektronik

Sandpumpen - i gang med at modificere styring så den kan styres af kæmpe 3D printeren

NicolasPadfield
er laboratorieleder på FabLab RUC, teknologiguru på Humtek, datalog, kunstprogrammør og en af skribenterne her på bloggen.

Nej, må det generelle svar desværre være, når det kommer fra mig. I skriver nemlig at det er kvartssand, og det er skapt, dvs. sandkornene har spidse kanter, det giver stor friktion. Almindelig mørtel har nemlig ret lav friktion som følge af dets indhold af en bestemt type kalk, der oftest forøger dets flydeevne. Når man taler om pumper menes oftest transport igennem rør, og da skal mediet overvejende have karakter som en væske, for at det er muligt. Såfremt det er vand der pumpes hurtigt og med lidt kun lidt sand, er det muligt, men når det er kvartssand, så vil pumpeudstyret slides hårdt.

  • 1
  • 1

Tak. Har du/nogen nogle bud på hvordan vi så kan gøre? Ind til videre er buddene (der er også nogen, der har kommenteret på Facebook i stedet for her)

  • En anden slags sand - hvilken? (vi har også mørtelsand, det er rundere partikler, men ret store. Pumpen siger maks 4mm kornstørrelse... vi kunne sigte det...

  • Kalkmørtel

  • Lermørtel

  • Tilsætninger som man bruger når man støber ler, som gør at det er mere flydende givet et bestemt mængde vand end det ellers ville være

Eneste "krav" er at vi har nogle timer til at spule det væk og prøve igen og genbruge materialet...

Vi overvejer også helt andre ting som smeltede plastflasker, men et billigt "kan stå selv men er også lige til at feje op" materiale vil være godt til undervisning og forsøg.

  • 0
  • 0

Superinteressant med luftbobler. Det inspirerer i hvert fald til at vi kunne overveje/prøve at enten

  • Bruge trykluft til pumpeassistance gennem slangen fra pumpen til dyssen

  • Befordre pulver med trykluft til en lille beholder/tragt ved printerens dysse - hvorefter der tilsættes væske i sidste øjeblik.

Godt vi har en Hydrovane som kan levere konstant luft, stille, på ubestemt tid :)

  • 0
  • 0

Eneste "krav" er at vi har nogle timer til at spule det væk og prøve igen og genbruge materialet...

Hvis I vil genbruge materialet, kan I naturligvis ikke benytte noget, der på nogen måde hærder som f.eks. mørtel, beton m.m. I så fald ser jeg kun én mulighed:

Brug ler opslemmet med lige netop tilstrækkelig vand til at blive pumpbart, og sæt så en matrice og en snegl med gradvist aftagende stigning, men let stigende diameter (gradvist mindre frigang) på printhovedet som i en kødhakker, så vandet separeres fra under højt tryk og presses ovenud/bagud. Vandet (med lerrester) opsamler I selvfølgelig og genbruger ligesom leret. På den måde kan I printe med næsten tør ler, som i sig selv ville være umulig at pumpe, og printer I på en varm sommerdag eller tørrer yderligere ud med varmelamper, skulle I nok kunne printe rimelig høje strukturer, uden at de synker sammen.

Iøvrigt synes jeg, at I skal gøre jer klart, hvad I egentlig vil med maker bevægelsen og FabLab. Absolut minimum pris, materialer som krydsfiner og hjemmelavede, ineffektive magneter af tilfældige dele fra rodekassen, som I f.eks. benytter i robotten, er da fint nok til skoleelever og undervisningsformål, og det er helt klart også det - og udelukkende det - FabLab i Silkeborg er gearet til (jeg har besøgt dem); men glem alt om den slags maskiner i en industriel produktion. Her kræves 24/7 drift år efter år og ofte 1/100 mm præcision og/eller vision for f.eks. at kunne få skruer i huller. Desuden er tid = penge, så det kan godt accepteres, at en robot er lidt dyrere - bare den kan bestille noget og ikke kører i sneglefart, som billigere maskiner og ikke mindst hjemmefusk ofte vil gøre.

  • 1
  • 0

Jeg tror nok at der i støberibranchen (jernstøberier) findes en del erfaringer med at flytte sand med andet end båndtransportører. Som ingeniørstuderende først i 1960'erne var jeg praktikant på et ret stort jernstøberi, hvor der både var et par store formnings- og støbeautomater for de lange serier, men også halvatomatiske formningsmaskiner for mindre serier og endda et par håndformningpladser for specielt stort gods. Der var centraliseret sandbehandling og fra sandbehandlingen blev sandet lufttransporteret ud til forbrugsstederne efter ejektorprincippet; der var altå ikke sand i luftkompressorene. Anlægget var konstrueret med lige rør og nemt udskiftelige svingelementer med meget fortykkede ydersider.

John Larsson

  • 0
  • 0

Det er ganske vist en del år siden jeg har leget i sandkasser og bygget sandslotte, men jeg mindes at man kan blande vand og sand i et forhold, så sandet er fast, men bliver "flydende" når det udsættes for vibrationer? Det er vist en form for ikke-newtonisk væske? Samme teknik kan bruges til at lave "drypsten" af sand?

  • 0
  • 0

Strandsand er rundt og bakkesand er skarpt.
Bakkesand låser med sig selv pga spidserne, og strandsand er til gengæld lettere at transportere.

Sandslotentusiaster bruger sukkervand til at klistre sandet sammen med så det ikke blæser væk.

Jeg ville forslå at flytte sandpumpen op i højden så den statiske løftehøjde minimeres og bruge strandsand, måske med en sukkervandsdyse ved printstedet, så i ikke fylder systemet med sukker.

  • 0
  • 0

Mellem ydervæggen og indervæggen skal der ikke være beton , idet det giver kulde-broer, istedet bør 3D printeren isætte plastic nylon eller tilsvarende bindere mellem ydervæggen og indervæggen , således at der i hulrummet kan fyldes op med isolering.

  • 0
  • 0

men jeg mindes at man kan blande vand og sand i et forhold, så sandet er fast, men bliver "flydende" når det udsættes for vibrationer?

Den metode bruges også til at vibrere beton efter udstøbning, så det flyder tæt omkring armeringen; men problemet er, at betonen forbliver flydende, indtil den hærder, og så vil man jo ikke kunne printe med den.

Som jeg ser det, er det største problem ikke at pumpe materialet. Det kan gøres ved at tilsætte vand og evt. luft som ved selvnivellerende beton. Problemet er at omdanne denne flydende masse til noget fast i det øjeblik, den forlader dysen, og det vil man netop kunne gøre med mit forslag med en snegl, der presser vandet ud af ler. En sådan snegl vil iøvrigt gøre det let at starte og stoppe printningen præcist, hvilket er svært, hvis man blot har en masse materiale undervejs i en trykslange, der vil deformeres en smule og dermed give et efterløb, og desuden vil blive stiv af trykket, så det bliver svært at flytte printhovedet.

  • 0
  • 0

... det tror jeg ikke ret meget på.

En model af Vestvolden måske, men ikke noget særligt højt slot.

Som et minimum skal der blandes noget ler i sandet for at kunne "stable" det, men om det gør pumpningen lettere eller sværere tør jeg ikke sige.

Overvej gips ?

  • 1
  • 0

Problemet er at omdanne denne flydende masse til noget fast i det øjeblik, den forlader dysen

Men det er jo netop det der sker med det våde sand, som man fx kan se i denne video: https://www.youtube.com/watch?v=Nd7ozicoCbM

I stedet for at lade det løbe ukontrolleret ud af hånden (eller en spand), og stable det i højden, skal det vel bare doseres i passende dråber og placeres i lag. Som det kan ses i videoen, stivner dråberne næsten med det samme, og de kan laves helt ned til under 1 cm i diameter.

  • 0
  • 0

Nu nærmer vinteren sig jo.

Der er folk der har 3D printet med is (vand) før. Men man kunne nok et fint slot med is, sand, savsmuld, osv.

  • 0
  • 0

Hej Nicolas

I princippet kan I sagtens finde en løsning - det er bare ikke sikkert at det bliver hverken nemt eller billigt...

Betingelserne for at I ender med et formbart, pumpbart og tixotropt materiale, kommer helt an på hvordan I sammensætter materialet. Udover formen på partiklerne spiller vandindhold, finstof (og dermed kornkurven) og evt. tilsætningsstoffer også ind.

Dette kan fastlægges ved rheologiske målinger af jeres opslemmede materiale. Kontakt os evt. på Betoncenteret på Teknologisk.

  • 1
  • 0

Sand/formsand består af sand (kvarts, kromit, zirkon, olivin) og et bindemiddel.
Bindemidlet kan være ler (Bentonit) eller et kemisk bindemiddel.
Bentonitbundet sand indeholder typisk 4-12% bentonit og min 3% vand. Med 1% vandindhold er der ingen bindeevne.
Tørt sand kan blæses fra silo til blander, men er stærkt slidende.
Indblanding af vand kræver en kraftig tvangsblander. For at lave en form skal formsandet komprimeres/presses for at opnå styrke.
Formbart sand transporteres altid på båndtransportører.
I støberierne lettes formnedbrydningen af at metallerne efter støbning udtører formmaterialet til ca 1% vandindhold + en knoldeknuser.
Genanvendelsesgraden er >90%.

Formsand bundet af kemisk bindemiddel har en vis bænktid, hvor det kan bruges/ før det hærder.
Kemiske bindere (2 komponent) kan blades med sand i en tvangsblander eller i en snegleblander.
Binderne nedbrydes dels varmen af det støbte jern/metal dels med mekaniske knusere.
Brugt formsand skal regenereres ved mekanisk nedbrydning + afbrænding + sigtning og rensning for støv.

  • 0
  • 0

Når problemet med fremføringen er løst, (eventuelt vibration på faste rør-komponenter?) vil det være en mulighed at bruge mel som hærder, og så fugte blandingen umiddelbart før eller efter dysen. Melet binder sandet efter tørring og kan opløses igen med vand hvorved sandet også bliver renset for melrester.

  • 0
  • 0

Der er firmaer bl.a et kaldet Voxeljet, som printer sand til metalstøbning.
Det er ikke FDM print, som i lægger op til, men powder printing, hvor der lægges et lag pulver (sand) ud, som så selektivt hærdes vha en form for inkjetprinter som printer lim/binder efter hvert lag.

Det er ikke just det, som i har eksperimenteret med hidtil. Men afgjort lade-sig-gørligt i et makerspace, IMHO. Bruger man vandopløselig binder, kan sandet også fint genbruges.

  • 0
  • 0