fbpx

Цифровая лаборатория с нуля вместе с Formlabs

С чего всё начиналось

Marco De Rossi переехал из Колумбии в Европу, чтобы изучать дизайн продукта в Политехническом институте Милана. В то время 3D-принтеры были более редким явлением даже в университетах, но, получив шанс поработать с данной технологией во время учебы, он убедился в ее потенциале и решил получить степень доктора в области цифрового производства в медицине в Политехническом университете в Испании.

В то время миланский университет был хорошо оборудован лазерными сканерами, 3D-принтерами и современным оборудованием для визуализации, у нового учебного заведения не было доступа к инструментам цифрового производства, поэтому ему пришлось начать с создания собственной лаборатории с нуля.

«Мне пришлось создать лабораторию для 3D-печати, прежде чем у меня появилась возможность получить докторскую степень», — сказал Marco De Rossi.

Начав с очень ограниченного бюджета, De Rissi стал сторонником цифрового производства и построил трехкомнатную лабораторию с широким спектром инструментов, которые теперь могут «обеспечивать себя сами». Одновременно с этим, он работал с исследователями, инженерами и врачами над многочисленными проектами, включая анатомические модели, запасные части для рентгеновских аппаратов и реверс-инжиниринг для аэрокосмического анализа.

Четыре совета по созданию цифровой производственной лаборатории


1. Начните с малого и получайте опыт

Поначалу, запуск лаборатории с нуля может показаться сложной задачей, но Marco De Rossi решил, что правильнее будет разбить ее на более мелкие этапы с ясными целями.

«В начале это покажется сложным, но Вам нужно иметь отправную точку. Мой опыт начался с разрешения на место в университете для получения некоторого опыта с цифровым изготовлением. С таким опытом вы найдете грант. Не нужно копить крупную сумму, начинайте с чего-либо, даже если в начале это будет недорогой 3D-принтер, с которым вы сможете экспериментировать, демонстрировать результаты и заинтересовывать людей», — говорит De Rossi, «Затем, подайте заявку на гранты и поддержку от других исследователей. Все, с чего я начал, было комнатой и подержанным, недорогим 3D-оборудованием. Вероятно, наш самый большой прорыв произошел тогда, когда нам удалось получить грант. У нас было 25 000$ на покупку 3D-оборудования. Но вы не получите грант в размере 25 000$ , если вам нечего будет показать».

image1
Анатомические 3D-модели, которые основаны на компьютерной томографии или МРТ пациента. Данные сканирования должны быть сегментированы программно, чтобы изолировать области, представляющие интерес для 3D-модели.


2. Сотрудничайте с другими исследователями

Marco De Rossi понял, что сотрудничество с другими исследователями и предоставление его знаний и доступа к инструментам цифрового изготовления в обмен на ресурсы выгодны как для его доктора философии, так и для лаборатории 3D-печати.
«Вы должны найти способ заработать деньги, чтобы поддержать проект. Вы можете работать с другими исследователями, чтобы найти способы купить 3D-оборудование и материалы. Университеты — очень большие организации, и у них очень строгие бюджеты. После того, как вы наткнетесь на проект, у которого есть бюджет на покупку оборудования, вы сможете согласовать его, убедив: «У нас есть знания, мы поможем вам с вашим проектом [в обмен на то, что мы оставим принтер в конце проекта». ] », — сказал De Rossi.

3. Делитесь ресурсами

«Я видел исследовательские проекты, у которых вначале был большой бюджет, но они полностью направили его на 3D-принтер, который стоит “в углу”. Они используют его пару раз — не больше. Когда у вас есть большой проект благодаря которому удается построить лабораторию только для себя, в конце концов, он будет недостаточно использован. Идея заключается в том, что вы хотите иметь все это для себя, потому что вы хотите контролировать его, но в конечном итоге, это пагубно скажется на вашем проекте, а также для сообщества в целом», — сказал De Rossi, «Можно поделиться многими ресурсами, ведь мы живем в эпоху экономики их совместного использования. Вы хотите, чтобы инвестиции использовались как можно большим количеством людей? Когда вам удается сотрудничать, вы можете инвестировать в лучшее оборудование, лучше обученный персонал, лучшую инфраструктуру. Это хорошая вещь в университете!».

Marco De Rossi заметил, что люди часто заходили в лабораторию, чтобы с гордостью продемонстрировать этот маленький проект, который они делали сами, но всегда оказывались заблокированными от дальнейшей разработки проекта, потому что у них не было доступа к оборудованию для создания прототипов. Если бы им пришлось потратить время и деньги на покупку 3D-принтера и самостоятельно изучить все необходимые навыки, они, вероятно, просто отказались бы от своего проекта. Но когда у них есть доступ к оборудованию и помощь от других людей с опытом, большинство проектов продолжают развиваться и имеют шанс стать реальностью.

«Вероятно, поэтому потрясающие лаборатории имеют большой успех, потому что это место, куда вы сконцентрировали все свои ресурсы, и можете пойти и по-настоящему воспользоваться всем этим. Вы будете использовать лишь небольшую часть ресурсов и некоторую помощь, но главное — вы сотрудничаете, чтобы поддержать большой проект», — сказал Marco De Rossi.

4. Поддерживайте человеческие ресурсы

«Вы должны гарантировать, что есть способ сохранить человеческие ресурсы в лаборатории. В противном случае, у вас будет пространство, машины, материалы, но не будет того человека, который будет знать как их правильно использовать. У вас должна быть долгосрочная стратегия, чтобы люди всегда работали в лаборатории»
, — говорит De Rossi.

Некоторые университеты нанимают техников для эксплуатации оборудования и технического обслуживания лаборатории, но это только часть дела. Marco De Rossi понял для себя, что должен быть кто-то, кто также готов помочь с инструментами, а также, помочь другим узнать, как работает данная технология. Это может быть профессор, аспирант или кто-то, кто готов заняться обучением любого, кто входит в вашу дверь.

«Отличный вариант — иметь аспиранта в такой ситуации. Потому что это цель аспиранта: научиться исследовать, объяснять и обучать. Люди здесь, потому что они хотят учиться. Если вы предложите им возможность использовать машины, материалы и возможность участвовать в проекте — они предоставят вам свое время в обмен», — говорит De Rossi.

image6
Лаборатория состоит из трех специализированных независимых кабинетов. В помещении для проектирования размещаются настольные 3D-принтеры, в том числе рабочая станция с SLA 3D- принтером Form 3.

Проекты от обратной инженерии до анатомических моделей

Лаборатория Политехнического университета Валенсии, в настоящее время, состоит из трех специализированных независимых кабинетов: в первом имеются различные инструменты для цифрового изготовления, такие как лазерный резак, небольшие станки с ЧПУ, 3D-принтер для струйной печати на порошковой основе, а также, определенное место для рисования и других видов деятельности. Во втором кабинете есть традиционные инструменты, такие как: пилы, сверлильные станки и другие ручные инструменты.

Наконец, третий кабинет, где размещены 3D-принтеры, в том числе Form 2 и Form 3, а также, FDM 3D-принтеры. По мере роста инструментария лаборатории, все больше коллег в университете стали интересоваться тем, чтобы привнести свои проекты в лабораторию.

«Вам стоить только создать лабораторию и идеи и проекты посыпятся на вас с разных сторон. Мы постоянно открыты для исследователей, студентов, промышленности и многих других», — уверяет Marco De Rossi.

Одним из наиболее распространенных применений является обратное проектирование конкретных компонентов, например, для аэрокосмического анализа компонентов реактивных турбин.

image5
3D-сканирование участка турбины самолета компрессора (вверху слева) и 3D-реконструкция всего компрессорного кольца (вверху справа). Часть была напечатана на 3D-принтере Form 3 и принята в испытание для аэродинамической трубы (внизу).

«Мы хватаем небольшую часть крыла или реактивной турбины, затем сканируем в 3D-режиме, проводим обратный инжиниринг для модели и печатаем его на SLA 3D-принтере Formlabs. Поскольку у него очень маленькая поверхность и очень мелкие детали, важно иметь возможность воспроизвести все эти тонкие лазерные детали. В конце мы помещаем это в аэродинамическую трубу, чтобы удостовериться, что это будет работать. Есть много очень сложных объектов, которые вы не можете легко спроектировать заново», — сказал Marco De Rossi.

image3
Эта запасная часть для рентгеновского аппарата была напечатана на 3D-принтере с помощью Durable Resin, для выдержки в эксплукатации.

«Однажды мы перепроектировали деталь для рентгеновского аппарата. Рентгеновские аппараты дороги, и больницы могут использовать их в течение десяти или более лет. В конце срока службы многие компоненты становятся недоступными, но оборудование остается востребованным. Представленная выше деталь потеряла свою работоспособность, и из-за маленькой пластмассовой детали пришлось прекратить использовать оборудование стоимостью более 100 000 $. Наша лаборатория отсканировала ее в 3D и реверсировали с помощью нескольких программ, далее напечатали модель при помощи Durable Resin на SLA 3D-принтере Formlabs и вышло отлично! Машина работает без проблем более года», — сказал De Rossi.

image4
Один из проектов включал в себя реконструкцию ржавого термостата для винтажного автомобиля. Поврежденная деталь была окрашена в белый цвет для дальнейшего 3D-сканирования, была перепроектирована в САПР, напечатана на 3D-принтере Form 3 на высокотемпературной смоле для термостойкости, а затем собрана с помощью нитей и металлических компонентов традиционным специалистом по фрезеровке.

В соответствии с темой своей докторской диссертации, Marco De Rossi также создал множество проектов в области медицины.

image2
3D-модель сердца для дальнейшей подготовки к операции с поддержками (вверху слева) и без них (вверху справа). 3D-цифровая модель переломанной лопатки (внизу слева) и напечатанная 3D-модель, которая проходит процесс пост-отверждения в Form Cure (внизу справа).

«Наверное, моей самой сложной работой можно назвать создание 3D-моделей для детской кардиологии. Это супер сложно. 3D-модели крошечных сердечек, которые необходимы хирургам для визуализации и дальнейшего планирования операций. В основном, для таких случаев, используются 3D-принтеры, которые стоят четверть миллиона долларов. Но мы работаем с хирургами в больницах и делаем это благодаря 3D-принтерам Formlabs, которые показывают результат на уровне! Это потрясающе», — делится Marco De Rossi.

image7
Традиционный вид компьютерной томографии (слева) и 3D-модель полостей сердца для планирования детской кардиологической хирургии (справа).

Marco считает, что широкая линейка материалов является одним из главных преимуществ SLA 3D-печати.

«Как только вы узнаете, что можете достичь практически любой формы, вам понадобятся и другие материалы. Знание того, что у вас есть одна машина, которая может использовать так много разных материалов — является большим преимуществом. Особенно, когда ты не знаешь, кто заглянет в твою лабораторию завтра — может быть, это художник, который хочет кастуемую часть? А может, это инженер, который нуждается в прочной, устойчивой оболочке? Если у вас есть 3D-принтер, который может использовать и другие материалы, даже те, которые вы не используете в настоящее время, это большое преимущество для инвестиций в будущее!», — говорит De Rossi.

Интеграция цифрового производства в учебную программу

После защиты докторской диссертации, Marco De Rossi надеется стать профессором в университете, создать собственную исследовательскую группу и пригласить новых аспирантов продолжить работу, которую он выполнял в лаборатории.

«Вам определенно будет нужен тот, кто действительно хочет учиться. Я думаю, что эта роль является фундаментальной в лаборатории 3D-печати. Вам постоянно нужно находить кого-то, кто будет участвовать в проекте несколько лет, а затем передавать информацию и свои знания следующему поколению»,
— сказал De Rossi.

«Я думаю, что одной из вещей, которые мне нравятся в университете — это то, что ваша цель состоит в обучении во всех направлениях. Необходимо иметь гибкость для принятия любого проекта. Вы должны предоставить студентам достаточно инструментов, чтобы помочь им стать лучшими в своем деле»,
— сказал De Rossi.

«У вас должен быть систематический способ обучения навыкам, необходимым для цифрового производства. Необходимо направлять все аспекты профессии на цифровое производство, ведь, это будущее. Это настоящее. И если вы этому не научитесь, значит, вы уже почти устарели», — сказал De Rossi.

С 2014 года, у нас в iGo3D Russia, работает лаборатория, оказывающая услуги по 3D-печати на заказ. За это время мы накопили огромнй опыт изготоввления как прототипов, как и конечных изделий. Наши инженеры постоянно повышают квалификацию в компаниях Ultimaker и Formlabs. Если Вам необходимо обучение или помощь в построении процессов работы с аддитивными технологиями, напишите нам и мы окажем Вам квалифицированную поддержку.

Ваша команда, iGo3D Russia

Наши группы в социальных сетях:

YouTube
VKontakte
Facebook
Instagram

Остались вопросы?

Свяжитесь с официальным представителем и эксклюзивным дистрибьютором в России!

+7 (495) 232-03-22