Drukowanie kajaków w 3D z pewnością nie jest jednym z najpopularniejszych tematów w naszej branży. To jednak zdecydowanie pole do innowacji, a przy tym spore wyzwanie dla inżynierów, któremu z ciekawością możemy się przyglądać. Właśnie takiego zadania podjął się między innymi Jim Smith z Grassroots Engineering, który w swojej niszy wyrobił sobie już silną markę.

Z jakimi wyzwaniami w przypadku druku kajaku muszą mierzyć się inżynierowie? Przede wszystkim najważniejszym punktem będzie wodoszczelność takiego wydruku oraz relatywnie duże rozmiary produktu końcowego. Kajak przy tym musi być odpowiednio wytrzymały, odporny na łamanie i wykrzywienie.

Pierwszy kajak z drukarki 3D

Pierwszym człowiekiem, któremu udało się wydrukować kajak, był wcześniej wspomniany Jim Smith. Finalny produkt ma ponad 5 metrów długości, ponad 50 centymetrów szerokości i waży prawie 30 kilogramów. Całość składa się z 28 sekcji połączonych śrubami maszynowymi. Do uszczelnienia połączeń między sekcjami Jim wykorzystał silikonowe uszczelki.

Jako wzór Jimowi posłużył kajak Siskiwit Bay autorstwa Bryana Hansela. Jednak ze względu na zupełnie inną metodę produkcyjną, projekt musiał być odpowiednio zmodyfikowany, tak aby nadawał się do zastosowania w drukarce 3D.

Jaką drukarką tworzy się kajaki?

Oczywiście najtrudniejszą częścią całego przedsięwzięcia było wybranie lub stworzenie odpowiedniej drukarki 3D. Tu autor projektu miał o tyle łatwiej, że na co dzień pracuje, jako inżynier w 3D Systems. Dzięki temu mógł zbudować własną wielkoformatową drukarkę.

Jim do druku kajaku chciał wykorzystać ABS. Jest on stosunkowo niedrogi, a przy tym wyjątkowo wytrzymały, co w przypadku wydruku kajaka ma ogromne znaczenie. Jednak w produkcji potrafi być uciążliwy. Zmienna temperatura otoczenia może doprowadzić do wypaczeń, a nawet pęknięć tworzywa. Do tego, kajak ze względu na swoje rozmiary, daje wiele okazji do tego, by tworzywo nie przetrwało procesu produkcyjnego. W tym celu Jim postawił na zamkniętą komorę podgrzewaną pasywnie, w której utrzymywana byłaby stabilna temperatura w przedziale 65°C do 70°C.

Aby całość mogła się udać, cały projekt musiał zostać podzielony na mniejsze części, które były drukowane osobno. W celu skrócenia czasu wydruku, warstwy miały ustawioną wysokość na poziomie 0,65 mm. Mimo to, samo drukowanie trwało ponad 40 dni! Niestety taka decyzja poskutkowała tym, że struktura kajaka z bliska nie jest zbyt ładna i zdecydowanie wersja komercyjna powinna być wykończona w bardziej elegancki sposób.

Złożenie kajaka, jak z klocków

Po wydrukowaniu poszczególnych części, projekt znacznie przyspieszył. Złożenie ich w całość było zadziwiająco łatwym zadaniem. Autor w tym celu zastosował po prostu śruby maszynowe. Każda sekcja posiada również mosiężne wkładki gwintowane, dzięki czemu można ją połączyć z kolejnym elementem. Całości dopełniły uszczelnienia silikonowe. Już pierwsze testy potwierdziły, że projekt jest faktycznie udany, a co najważniejsze potwierdzona została wodoszczelność, która przy wydrukach 3D często bywa problematyczną kwestią. 

Ekologiczne kajaki 3D? Proszę bardzo!

W ślad za Jimem poszła szwedzka firma Melker istniejąca na rynku od 2015 roku. Jednym z ich projektów był właśnie kajak drukowany w 3D. Ideą, która im przyświecała, było stworzenie kajaka niedrogiego w produkcji, ekologicznego, a przy tym designerskiego. W ten sposób opracowali proces produkcji mocnych i niezawodnych kajaków.

Najciekawszą kwestią są materiały wykorzystywane w tym procesie. Poza włóknami i drewnem Melker wykorzystuje recyklingowane stare worki po kawie! Kajaki drukowane są z wykorzystaniem wzoru plastra miodu, a głównym materiałem jest drewno i właśnie włókna lniane — tak jak w workach na kawę. Materiały są przetwarzane w biokompozyt z wykorzystaniem technologii biopolimerowych.

Źródło:
https://all3dp.com/2/incredible-prints-can-you-3d-print-a-functional-kayak/