Поговорим, об универсальном фабрикаторе и о том, насколько близко мы к нему подошли. Давайте посмотрим, что уже есть на рынке, что уже работает и сколько это стоит.
___________________________________________
1. Ну, начнём с манипулятора\зд-принтера\гравёра ARM.FLX за 2000 баксов.
Точность позиционирования 0,025 мм. Квалифицированный рабочий может спозиционировать небольшую деталь массой до десятков грамм с точностью до 0,02 мм. Вы такой точности врядли достигнете.
Аппарат умеет:
1. Гравировать\сверлить с помощью дремеля. Должен справиться и с лазерной гравировкой.
2. Перемещать предметы с помощью вакуумного захвата.
3. Печатать по технологии FDM.
4. Сверлить платы и размещать электронные компоненты поверхностным монтажом.
Супер! Однако, он слишком дорог и уже устарел.
Уже есть более продвинутые и значительно более дешёвые манипуляторы.
___________________________________________
2. Например, Dobot ARM за 400-500 баксов. В 4 раза дешеле! Точность заявлена 0,02 мм, но мы видим на видео, что она примерно 0,05 мм. Эта ложь достаточно неприятна. Движения манипулятора очень плавные:
Уровень шума достаточно низкий:
А ещё он может паять:
Лазерная гравировка — само собой. Он даже может писать ручкой.
___________________________________________
3. А теперь рассмотрим систему для прототипирования плат под названием voltera. Вольтера печатает специальными токопроводящими чернилами.
Кроме того, она может печатать изоляционными чернилами. А это значит, что можно забыть о двухсторонних платах. Они не нужны. Печатаем проводящими чернилами дорожку первого слоя. Покрываем её изоляционными чернилами в том месте, где ложна проходить дорожка второго слоя. И печатаем поверх изоляционного снова токопроводящий слой.
А ещё вместо чернил можно использовать паяльную пасту,
потом разместить компоненты и пройтись паяльным феном.
Хотя с некоторыми оговорками, можно просто выжигать текстолит лазером для того, чтобы получить печатную плату.
___________________________________________
4. MultiFab. Кроме того, что он может печатать 10-ю фотополимерами — самое главное его свойство в том, что он постоянно контроллирует процесс печати с помощью камеры\зд-сканера(об этом в следующей статье) и благодаря этому может печатать поверх других предметов. Например, может напечатать линзу прямо на светодиоде. А учёные в Гарварде создали экструдер, позволяющий смешивать различные материалы от токопроводящих чернил до смолы с отвердителем.
___________________________________________
5. Печать металлами. Тоже часто связана с манипуляторами. Посмотрите, например, на этот принтер:
Он подаёт порошок в область лазерной сварки, если я правильно понимаю. Печать металлами становится всё доступнее. Хотя точность дешёвых технологий не впечатляет.
На базе зд-принтера и серийного сварочного аппарата пока выходит, например, это:
Или это:
Или интересная разработка принтера, который печатает раствором кислой меди за счёт принципа гальванизации и осаждения меди. Так можно печатать любыми токопроводящими металлами:
___________________________________________
Перспективы развития.
И что мы в итоге видим? А видим, что разница между всеми этими девайсами только в головках. По сути универсальный фабрикатор ведёт свою родословную от ЧПУ. Зд-принтер это, гравёр, фрезер или манипулятор — это всё на самом деле Х-координатный ЧПУ, не более.
Технология давно обкатанная, а в мире дешёвой электроники и электромоторов не такая уж и дорогая для домашнего пользования. Весь секрет в наборе разнообразных головок для печати\гравёра\рисования плат\ и тд. Давайте посмотрим какие головки возможны.
1. Камера для сканирования поверхностей(для дальнейшей распечатки, например) и автоматического контроля за процессом производства(как вМультиФабе). Несъёмная.
2. UV-Лазер. Может служить для зд-печати фотополимерами, для гравировки или выжигания печатных плат. Встроена в основной манипулятор. Несъёмная.
3. Дремель. Может служить как гравировочно-фрезерный станок. Съёмная. Отдельная.
4. FDM-экструдер для принтера. Съёмная. Отдельная.
5. Головка для печати и смешивания разных фотополимеров. Съёмная. Отдельная.
6. Головка для печати обычными чернилами, например, для покраски изделия. Съёмная. Отдельная.
7. Головка для печати печатной электроники, разнообразных токопроводящих, изоляционных и полупроводниковых чернил и для нанесения паяльной пасты. Съёмная. Отдельная.
8. Головка с паяльником и феном. Съёмная. Отдельная.
9. Головка с захватом. Съёмная. Отдельная.
И многое многое другое. Пока что головки меняют вручную:
А что если развесить головки рядом, как на стене с инструментами и сделать манипулятору захват для них, чтобы он сам мог брать головки со стелажа и ставить их на место? Конечно не такой стеллаж,
но смысл понятен. Получается, что самостоятельно меняющий головки ЧПУ становится универсальным фабрикатором, который может производить без участия человека.
Особенно, если таких фабрикаторов\манипуляторов два и они работают в паре, распараллеливая задачи и помогая друг другу, используя один общий стенд с печатными головками.
Представим себе настольную фабрику, которая способна производить конечный продукт. Что сможет такой принтер? Он сможет с помощью захвата взять заготовку для печатной платы. Если это текстолит, то он обработает его лазером и сделает необходимые отверстия дремелем, если нет, то положит захват на место и возьмёт головку для электронной печати. Покрыть по маске паяльной пастой. Потом взять захват и разместить микросхемы и прочие SMD-детали. Положить захват и взять головку с паяльной станцией.
Пройтись феном. Провести с помощью камеры оптический контроль на каждом этапе. Припаять с помощью другого манипулятора(или человека) и паяльной головки необходимые провода, обрезая их лазером. Отложить плату и начать печатать корпус.
Прервать в нужное время печать, положить плату в корпус, разместить провода. Продолжить печать. Разместить моторчик и припаять провода нему. Закончить печать механики и корпуса. Переместить с помощью манипулятора готовый прибор или даже упаковать его. Приступить к следующему.
Конечно, такая система не сравнится по быстродействию с конвейером. Но… Это недорогая система, доступная для домашнего использования. А дома не нужно лепить серию из тысяч экземпляров. И торопиться тоже некуда. Некоторые даже газонокосилки печатают, потому что лень покупать.
А как Вам такая стиральная машинка?
Её вполне можно напечатать. Да, за несколько дней. Будущее постепенно смещается к доступному частному производству. Нас ждёт время мастеров и ремесленников. Да, на хайтек и суперкачество рассчитывать пока не приходится, но обеспечить себя бытовой техникой вполне можно.
С тех самых времён, когда в зд-принтер вставили дремель, а в ЧПУ станок воткнули экструдер продолжаются попытки создания универсального фабрикатора. Пока что индустрия находится на этом уровне:
___________________________________________
К сожалению, в ближайшие десятилетия все эти технологии скорее всего могут развиваться только за пределами РесФеда. Тут даже смена режима на «национально-ориентированное руководство» быстрых результатов не даст: конкретно прогнила не только элита, но и все общество.
А тем временем, рашкованские поцтреоты уже предвкушают триумф Пуйла на Генассамблее ООН… Я тоже с нетерпением жду. Хотелось бы повторения прошлогоднего саммита G-20 в Брисбене.)))
