Author: Kristina Sirocic

Metode:

-PrusaSlicer – priprema za 3D štampač

-3D štampa

-3Ds max – priprema za rezbarenje laserom

-Rezbarenje na laseru

PrusaSlicer – priprema za 3D štampač

U ovom programu se model obrađuje i generiše kod koji 3D štampač koristi.

  figurica prikazana u PrusaSlicer

  figurica prikazana u PrusaSlicer – presečena

3D štampa

3D štampom dobijamo fizičke figurice od plastike, ergonomski modelovane u programu Rhino+Grasshopper, u realnoj veličini.

figurice odrađenje 3D štampom

 

3Ds max – priprema za rezbarenje laserom

Program 3Ds max smo koristili za dobiljanje png slike figurice pomoću z depth render elementa. Z depth prikazuje dubinu figurice valerom sive boje (bela boja kao najbliža površina i crna boja kao najdalja površina na figurici)

z depth figurice pijuna

Rezbarenje na laseru

Nakon što je pripremljena z depth slika u programu 3Ds max, pomoću programa Rhino nameštamo poziciju slike tako da se poklopi sa pozicijom materijala (šperploča d=14mm) u mašini za lasersko sečenje. Pokrećemo laser više puta kako bismo dobili efekat rezbarenja drveta. S obzirom na količinu vremena koja je bila potrebna da se dobije željeni oblik, što je pololovina jedne figurice, prekinut je proces rezbarenja.

rezbarenje laserom – skinut prvi sloj

izgled nedovoljno izrezbarene figurice nakon prekidanja procesa rezbarenja

(slike iznad i ispod)

 

 Zaključak: Iako možemo da nabrojimo veći broj metoda izrade figurica, ne znači da će svaki biti uspešan ili da je moguć. Iz tog razloga je bitno ispitati što više metoda i utvrditi koji će doneti pozitivan ishod.

 

Prvi korak

U prvom koraku druge faze sakupljeni su materijali koji se inače ne koriste za izradu šahovskih figura radi razmatranja razloga zbog čega se ne koriste ali su sličnih konzistencija i karakteristika materijala od kojih se u praksi pravi šah.

Materijali koji su odabrani su: vosak, silikon za topljenje, glina.

Ove materijale ćemo izliti u silikonske kalupe manjih dimenzija.

Drugi korak

Nakon što smo sačekali da svaki od materijala poprimi krajnju čvrstoću, vadimo “figurice” iz kalupa.

Na osnovu dobijenih figurica proveravamo kako je materijal slegao i da li postoji potreba za dodatnom obradom materijala, odnosno, da li postoji mogućnost obrade zbog krtosti materijala.

Vosak//konzistencija slična epoksid smoli:

Vremenski period stezanja: 30 minuta

Obrada: potreba za obradom ne postoji, međutim primećujemo promenu boje odnosno stvaranje tamnijih nijansi što znači da bi tehnika topljenja trebala da se promeni ukoliko bismo da zadržimo određenu boju.

Silikon za topljenje//konzistencija slična plastici i epoksi smoli:

Vremenski period stezanja: 15 minuta

Obrada: dodatna obrada je definitivno obavezna kod ovog materijala. Ono što možemo da primetimo jeste da se materijal zbog svoje gustine ne sleže kako bismo mi želeli tako da je dodatna obrada neizbežna, sto znači da će nam se veličina same figurice znatno smanjiti nakon dodatnog sređivanja.

Glina:

Vremenski period stezanja: 10 časova

Obrada: dodatna obrada gline je potrebna, iz razloga što je prilikom stezanja iste došlo do mestimičnog odvajanja delića materijala od same figurice. Ono što možemo da primetimo jeste da prilikom sušenja dolazi do skupljanja gline.

 

Treći korak

Nakon što smo zaključili da li treba/može ili ne treba/ne može dodatno da se obradi figurica, isprobavamo kakvo dejstvo materijal ima na habanje, pad, da li je potrebna velika/mala sila kako bi bio deformisan/polomljen (zbog nedostatka mašina koje mogu da izmere tačnost, ovaj deo će se meriti odokativno).

Vosak:

Vosak nije krhk ali je definitivno trošan materijal. Kada su u pitanju šahovske figurice, nije poželjno da budu od voska iz razloga što bi se vremenom sama figurica istrošila i morali bismo da izlivamo ili kupujemo novu. Prilikom pada figurica od voska je zadobila deformacije. Bez obzira na jačinu delovanja sile na figuricu, ne nastaju značajne deformacije.

 deformacija nastala prilikom pada

Silikon za topljenje:

Silikon za topljenje je poprilično čvrst materijal. Nije krhk i ne troši se lako. Prilikom pada i bez obzira na jačinu delovanja sile na figuricu, ne nastaju značajne deformacije.

Glina:

Iako je poprilično krhk materijal i počeo je da se kruni odmah nakon vađenja iz modlice, prilikom pada nije zadobio značajne promene. Prilikom delovanja sile na figuricu nastaju promene na krajevima, dok prilikom habanja ne nastaju značajne promene.

 oštečenje nastalo prilikom delovanja sile

Pincipi obrade figurica od čvrstih materijala

Od početka šah je godinama pravljen od prirodnih materijala, neki od njih su slonovača, staklo, drvo, glina, kamen i razni metali. Danas se najčešće pravi od plastike.

Tri principa koja se najčešće koriste za obradu su:

• CNC glodalica
• sečenje laserom
• obrada brusilicom

---

Zbog nemogućnosti pristupa mašinama ovaj deo istraživanja će biti isključivo teoretski.

---

 

CNC glodalica

Uz pomoć CNC glodalice obrada drveta je preciznija i brža. Upravljanje mašinom se vrši preko računara, zbog toga se i naziva CNC (Computer Numerical Control) glodalicom. Sastoje se od mašine (glodalica, strug, ruter), odgovarajućeg motora, drajvera, PC računara i softverskog paketa. Iako je pravljenje šahovskih figura na ovoj mašini lakše, brža i štedi se na materijalu, što se tiče cene, ona je viša.

Sečenje laserom

Kod sečenja laserom preciznost je i dalje na visokom nivou, s obzirom da se mašinom i dalje upravlja preko računara. Međutim treba odrediti kojom jačinom lasera treba da progori koji deo i od toga zavisi da li ćemo materijal preseći ili ćemo samo da graviramo. Takođe to zavisi i od same čvrstoće materijala. Cena sečenja je i dalje viša, ali niža od cnc glodalice.

Obrada brusilicom

Brusilica je ručni alat koji na kraju ima rotirajući brusni alat u obliku ploče ili valjka. Preciznost kod obrade brusilicom je manja, baš iz razloga što se njom upravlja ručno, te je potrebno iskustvo i znanje kako bi detalji bili na visokom nivou. Pravljenje apsolutno identičnih figurica je gotovo nemoguće kada je ovaj način obrade u pitanju.

 

Oblast : Fabrikacija ergonomskog šahovskog seta

Tema:Fabrikacija ergonomskog šahovskog seta na osnovu izdržljivosti, materijala i prijatnosti

Tokom igranja šaha, partije znaju da traju satima, tako da je veoma važna interakcija igrača i elemenata na tabli. Zbog toga je jako bitno da postoji određeni osećaj koji se razvija prilikom pomeranja figura, kao i udobnost tokom igre, jer igrači ne smeju da budu ometani u procesu razmišljanja tokom turnira.

Problem: manjak prijatnosti, prevelike ili premale figure tokom igre, prevrtanje figura oštećuje šahovsku tablu

Zašto je taj problem značajan: Materijal utiče na udobnost igre i izdržljivost figurica kako bi bile kompaktne i stabilne.

Načini za rešavanje problema: otežanje pri dnu kako figure ne bi padale prilikom blic turnira, centar mase što niže kako bi figure bile stabilnije, smanjenje oštrih ivica kako bi figure bile udobnije tokom igre, kvalitetan materijal kako bi dodir bio prijatniji i izdržljiviji, materijalom omogućiti trenje bazisa o podlogu kako bi se izbeglo klizanje

*Blic turniri u šahu su brze partije koje traju maksimalno 5 minuta.

Pristup rešavanju problema: ispitivanje materijala

Cilj: korišćenje materijala koji omogućuje veću stabilnost i prijatnost korišćenja

Metode: 

• modelovanje – za dobijanje digitalnih modela šahovskih figura
• empirijska analiza – analiza težišta figure koja je potrebna za stabilnost figura
• sinteza – sumiranje rezultata prethodnih analiza kako bi se izvršila
• dedukcija – zaključak koji može da se primeni na sve figure
• modelovanje – maketa

Kriterijumi:

-materijal da bude izdržljiv i otporan

-smanjeno vreme izrade

MATERIJALI

Od početka šah je godinama pravljen od prirodnih materijala, neki od njih su slonovača, staklo, drvo, glina, kamen i razni metali. Danas se najčešće pravi od plastike.

Prednosti i mane materijala:

Slonovača – Figure od slonovače su veoma otporne na raspadanje. Zahvaljujući velikoj gustini i ravnomernosti, figure mogu da budu izuzetno detaljne a pritom da traju dugo. Iz razloga što se ona smatra prirodnim dragim kamenom (nemoguće je da izgori, da se istopi u vodi ili istrune) šah napravljen od ovog materijala je poprilično skup. Slonovača nije lako dostupan materijal iz razloga što, da bi se došlo do nje, a da ne dođe do ubijanja slona, on mora sam da odbaci kljove, odnosno moraju same da ispadnu.

Staklo – Šah od stakla izgleda veoma privlačno. Međutim, s obzirom da je staklo kao materijal veoma krhko česta primena ovog šaha definitivno nije preporučljiva i više služi za ukras nego za redovno korišćenje. Takođe, staklo je najčešće veoma gladak materijal tako da se po pitanju prenošenja figurice sa jednog polja na drugo treba razmišljati o tome kako leži među prstima kako ne bi iskliznula figurica. Ukoliko figurica isklizne moguće je doći do oštećenja iste, takođe i zvuk pri padu nije najprijatniji.

Drvo – Šahovski setovi se najčešće prave od drveta iz razloga što je lako dostupan, jeftiniji i prilično izdržljiv materijal. Takođe Staunton šah (šah koji je zadao današnji oblik šaha) je bio napravljen od drveta(ebanovina+šimšir). Bele figure su uglavnom pravljene od svetlog drveta, šimšira i ponekad od javora, dok su crne figure pravljene od tamnog drveta poput ružinog, ebanovine, crvene sendalovine ili oraha. Težina obrade zavisi od vrste drveta.

Metali – Hladan materijal na dodir, ume da ostavlja neprijatan miris na prstima nakon dužeg igranja šaha ukoliko su figurice od istog napravljene. Veća težina odgovara figuricama iz razloga što ih je teže prevrnuti. Obrada može da bude različita.

Plastika – Danas se figurice najčešće prave od plastike iz razloga što materijal nije hladan na dodir i lako se oblikuje. Takodje može i da se preoblikuje, odnosno reciklira ukoliko to nekada bude bilo potrebno. Pogodan je za masovnu proizvodnju i može da bude u apsolutno bilo kojoj boji kao i nijansi. Mana jeste ta što su figurice od plastike poprilično lagane.

Gips – Gips kao materijal za figurice nije najpovoljniji iz razloga što je hladan na dodir i nije toliko izdržljiv kao prethodni koji su pomenuti. Takođe težina gipsa kod figurica je mala tako da je to još jedan minus.

Kombinovani primer – Ukoliko izaberemo plastiku i metal spajamo ih na način tako da metal bude u donjem delu figurice a plastika u gornjem. Tako koristimo sve prednosti ova dva materijala, dok mane postaju zanemarljive. Kada se metal nalazi na dnu, stabilnost figurice postaje mnogo bolja. Ono što je još pozitivno kod toga što je metalni deo na dnu jeste što prilikom hvatanja figurice ona nije hladna na dodir i ne ostavlja neprijatan miris na prstima. Kada se plastika nalazi na gornjem delu figurice to znači da mi i dalje možemo da imamo bilo koju boju i nijansu figurice i nije hladna na dodir. Kombinacijom ova dva materijala možemo i dalje da pokrenemo masovnu proizvodnju.