Usando fabricação digital para conceituar casas impressas em 3D

Nosso Hacker do Mês de fevereiro, Garrett Durland, nasceu em Denver, Colorado e atualmente reside em Oak Ridge, Tennessee. A formação de Garrett é em Engenharia Mecânica para diversas empresas. “Passei de 2006 a 2015 trabalhando como engenheiro de turbinas a vapor e a gás na indústria de geração de energia. Trabalhei para GE, Toshiba e Xcel Power. Como engenheiro itinerante no native, minhas funções incluíam planejamento, supervisão e manutenção de rotina e de emergência de grandes máquinas rotativas. Depois me mudei para Oak Ridge para aceitar um emprego no Oak Ridge Nationwide Lab (ORNL) na Spallation Neutron Supply (SNS). Trabalhei no grupo de Sistemas de Arrefecimento Central de 2015 a 2018. Lá fui operador de sala de controle e especialista no assunto de alguns dos subsistemas do acelerador.”

Ele foi motivado pela primeira vez a entrar na impressão 3D por um amigo depois que soube que Garrett estava pesquisando vários artigos no Hackaday e no Reddit sobre o assunto. Ele então comprou sua primeira impressora 3D, uma Monoprice Maker Choose, e foi rapidamente afetado pelo bug da impressão 3D em novembro de 2015.

Garrett começou a modelar suas próprias criações no TinkerCad, que ainda usa para fazer diversos designs para sua loja Etsy. Atualmente, ele está aprimorando suas habilidades em Fusion 360 e OpenSCAD e usa o Meshmixer para ajudá-lo a esculpir, esvaziar suas impressões e reduzir a contagem de triângulos em seus modelos. Ele usa Cura e Simplify3D para fatiar suas impressões.

Brand depois de comprar sua primeira impressora 3D, ele recebeu um clone da Prusa Mendel IT2 que não funcionava, que ele mesmo consertou e depois construiu mais três impressoras 3D! Ele usa essas impressoras principalmente para produzir itens para sua loja Etsy, Sassy Centaur. Sua loja inclui principalmente placas de banheiro de gênero neutro, repletas de criaturas mitológicas e imaginárias. Garrett explica que “As placas de banheiro de gênero neutro deixam todo mundo menos nervoso ao usar um banheiro público. Esperançosamente, o humor nas placas também enviará a mensagem de que realmente não importa qual banheiro as pessoas escolhem usar.”

Garrett usa principalmente PLA para suas placas de banheiro de gênero neutro, PETG para peças que exigem um pouco mais de resistência e PETG de fibra de carbono para aplicações e protótipos mais exigentes.

As placas de Garrett tornaram-se extremamente populares e, após 18 meses de crescimento consistente, ele conseguiu passar de seu trabalho de engenharia mecânica em tempo integral para a produção de itens para sua loja Etsy como profissão. Após essa mudança, Garrett conseguiu criar ainda mais designs de sinalização, além de oferecer mais opções de personalização que não seriam possíveis durante o trabalho.

Mas Garrett não parou por aí com seu interesse em fazer e criar. Com seu novo rótulo como Tecnólogo Criativo, ele concluiu o trabalho para uma empresa de imagens biomédicas projetando e fabricando um suporte não magnético para um de seus instrumentos de digitalização em PETG de fibra de carbono. “A peça que projetei, imprimi e entreguei ajudará a empresa a calibrar e concluir exames de referência com máquinas do tipo ressonância magnética.”

A criação de itens impressos em 3D o levou a expandir sua seleção de materiais e brand começou a fabricar moldes impressos em 3D para plantadores de concreto. “Em 2019, antes de comprar a impressora de argila, fiz mais de 25 vasos de concreto de diferentes formatos e tamanhos. Com um molde para plantador de concreto de três partes, fiquei limitado pelo quantity de construção da minha impressora, então fui grande e fiz um molde impresso em 3D de 13 partes, sendo a décima terceira parte um pote de sorvete flexível que resgatei do lixo.”

“Consegui fazer oito vasos grandes de concreto, mas cada um exigiu muito trabalho de preparação e algumas seções do molde que foram impressas com PLA estão começando a rachar. Se eu fizesse de novo, imprimiria o molde em PETG e mudaria o desenho para reforçar as áreas que encontravam rachaduras com mais frequência. Para vender grandes produtos de concreto, como plantadores, será mais econômico imprimi-los em uma impressora de concreto, em vez de usar moldes impressos em 3D.”

Brand depois ele apoiou uma campanha no Kickstarter para uma impressora 3D de cerâmica, a Cerambot. O Cerambot permite aos usuários criar objetos a partir de uma mistura viscosa de argila que sai da extrusora, da mesma forma que os plásticos derretidos são extrudados em uma impressora 3D. “Até agora usei argila de fogo baixo para imprimir modelos de cerâmica, mas gostaria de experimentar com porcelana.”

O grande diferencial da impressão 3D com argila é o pós-processamento; esses objetos precisam ser queimados em um forno para se tornarem cerâmicas resistentes ou peças de cerâmica. Com o empréstimo de um forno de um amigo, Garrett tem experimentado várias misturas de argila para seu Cerambot e em breve adicionará essas criações à sua loja Etsy.

Seu interesse pelo Cerambot e seus vasos de concreto o levou a um projeto ainda maior; Casas impressas em 3D. “Observar a argila impressa no Cerambot com bico de 2 mm me fez imaginar criações maiores e perguntar: ‘O que eu poderia criar se tivesse uma impressora de concreto com bico de 25 mm?’”

Para esse fim, Garrett fez parceria com Jessie Hawkins, proprietária da Strong Engineering em Knoxville, Tennessee, para projetar e fabricar uma impressora 3D de concreto em grande escala para uso na criação de casas.

“Espero que as impressoras de concreto em larga escala para aplicações arquitetônicas se popularizem. Estou ansioso para que a comunidade de impressão 3D compartilhe as melhores práticas e instruções de como fazer para construções de impressoras acessíveis nesta escala. Também espero que novos códigos e regulamentos de construção possam ser adaptados para tornar o processo de licenciamento mais tranquilo. Eventualmente, eu adoraria fazer parte da equipe que projeta e imprime uma comunidade de casas de concreto.” Compreender o básico com sua impressora 3D de cerâmica doméstica levou a muitos insights que serão úteis em aplicações de grande escala, como casas impressas em 3D.

Além disso, Garrett gosta de compartilhar o que aprendeu com outras pessoas. “Atualmente estou desenvolvendo algumas aulas e workshops para serem realizados em Oak Ridge. Em 2018, lecionei uma aula de prototipagem de circuito, a aula Atari Punk Console, na Knox Makers em Knoxville. Darei esta aula novamente, e também várias aulas de impressão 3D onde os participantes poderão ter seu modelo impresso bem na sua frente. Oferecerei aulas de modelagem CAD e operação de fatiamento de impressora 3D, construção de uma impressora 3D, impressão com argila e talvez algumas aulas que desenvolvam habilidades de soldagem.”

Ele também espera que, no futuro, a impressão 3D seja mais acessível ao público em geral, e não apenas aos que frequentam escolas ou instituições. “Acho que todas as bibliotecas da cidade deveriam ter algumas impressoras 3D para que pudessem oferecer serviços básicos de impressão aos membros, realizar oficinas de instrução e fazer demonstrações.”

Estamos entusiasmados em ver ainda mais de Garrett no futuro, em todos os seus muitos empreendimentos – especialmente na indústria de casas impressas em 3D. Se você estiver interessado em comprar qualquer uma das placas de banheiro de gênero neutro de Garrett, ou cerâmica impressa em 3D que estará disponível em breve, você pode encontrá-las em sua loja Etsy aqui:

Centauro Atrevido: https://www.etsy.com/store/SassyCentaur

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