Проектирование лучшего велосипедного сиденья

Велосипеды - это удивительные машины - простые, но сложные, идеальная парадигма формы, следующей за функцией. Уже более века эта красота привлекает внимание дизайнеров и инженеров, стремящихся оставить свой след в наследстве велосипеда.

Я - дизайнер и энтузиаст велосипедного спорта, поэтому я решил разработать собственное велосипедное седло. Этот дизайн-спринт был отличным примером того, как перейти от идеи к эскизу к САПР, к 3D-печати - и все это в выходные дни. Это упражнение демонстрирует интересный контраст между методами проектирования, использовавшимися в раннем возрасте дизайна велосипедов, и современными инструментами, доступными сегодня дизайнерам.

Исследовательские велосипедные седла

Я начал со сбора и организации конструкций седел, а также других влияний окружающей среды на эргономику. У дизайнеров сегодня есть Интернет, который можно использовать в качестве инструмента исследования, что является реальным преимуществом перед мастерами эпохи рубежа веков. Моей целью было понять суть конструктивных особенностей, необходимых для седла велосипеда.

• Подходит ли он на велосипеде правильно?
• Может ли это поддержать гонщика?
• Это выглядит так же хорошо, как и функционирует?

Для моего дизайна меня вдохновили формы ранних сверхзвуковых струй и органические клеточные структуры.

Эскиз Идеи

Зарисовка дизайна сидений велосипеда.

Эскиз на бумаге является важным шагом в процессе итеративного проектирования. Создание тщательных эскизов заранее дало мне твердый план, на который я мог бы ссылаться после перехода на САПР. Это не значит, что я буду моделировать только то, что набросал, - трехмерное моделирование позволило мне продолжить эксперимент и узнать больше о форме как трехмерной форме. Изучение формы в трехмерном пространстве помогло мне узнать больше о пропорциях, точности размеров и дизайне для производства или 3D-печати.

Создание CAD-моделей из эскизов

Хотя существует множество отличных CAD-инструментов, я чувствовал, что Rhino был лучшим инструментом для этого конкретного проекта. Rhino - это инструмент трехмерного моделирования NURBS (Non-Uniform Rational B-Splines) с высокой степенью гибкости и точности. Этот инструмент хорош для проектирования велосипедного сиденья, потому что он позволяет беспрепятственно исследовать формы, в отличие от многих других программ параметрического моделирования.

В Rhino я создал несколько итераций своего первоначального дизайна сидений, клонируя базовую модель и изменяя характеристики каждой итерации. Особенности варьировались от узоров отверстий до профиля седла и всего, что между ними. Когда я был удовлетворен одной из этих итераций, я перетащил файл 3DM CAD непосредственно в MakerBot Print (который автоматически преобразует его в .STL), чтобы подготовить его к быстрой и высококачественной печати.

Подготовить модель САПР для 3D-печати

Несмотря на то, что 3D-печать прошла долгий путь со времен комплектов для самостоятельной сборки, она все еще требует хороших навыков и предлагает широкий спектр возможностей для оптимизации. Для этого дизайна, две самые важные вещи, которые следует учитывать, были параметры печати и ориентация модели. Первый отпечаток не должен был быть особенно долговечным, потому что он не был бы рабочим продуктом. Поэтому я был свободен в использовании более быстрых, более минимальных настроек, меньшего количества внутреннего вспомогательного материала (3% -5% заполнения) и больших слоев (высота слоя 0,3 мм-0,4 мм).

Хорошее понимание ориентации печати требует практики, но стоит уловить, что MakerBot Print автоматически создает опоры для любого угла, более драматичного, чем 68 градусов. Поскольку сиденье было ориентировано вертикально, ни одна из кривых не превысила этот предел, и предварительный просмотр среза подтвердил, что седло будет печататься чисто без опор.

Прототип велосипедного седла

Имея физическую часть в руках, я мог бы интерпретировать свой дизайн в контексте реального мира. На этом этапе я мог установить седло на велосипед и точно настроить размерную точность и сравнить конструкцию с существующими велосипедными седлами. Получив лучшее представление об изменениях, которые мне нужно было сделать, я использовал маркер, чтобы делать заметки непосредственно на детали.

3D-печать позволяет дизайнерам выполнять более быстрые итерации, что означает, что они с большей вероятностью поймут недостатки, прежде чем представить конечный продукт. Это значительно повышает ценность конечного продукта.

Доступ к 3D-принтеру прямо на моем столе позволил мне относиться к принтеру как к этюду, а каждая 3D-печать - как к эскизу. Поскольку я не производил отпечатки на аутсорсинге и тратил несколько недель или несколько сотен долларов на их получение, к ним не нужно относиться как к драгоценным предметам. Я мог повозиться, написать или даже сломать отпечатки, зная, что я не мешал процессу, все время получая более глубокое физическое понимание седла.

Распечатать, проверить, пересмотреть, повторить

Благодаря дополнительным примечаниям, полученным в ходе моих реальных испытаний, я теперь могу вернуться к Rhino и внести некоторые окончательные коррективы в дизайн. Возможность напечатать мою идею и перенести ее в физический мир дала мне много дополнительной информации для работы. В то же время мой проект получил фокус и определение. Итеративная печать, тестирование и полировка моих идей позволили мне приблизиться к моему окончательному дизайну.

Добавление текстуры в седло, получение материала для его облегчения и улучшение аэродинамического профиля - это лишь некоторые из идей, которые я смог проверить на своем пути в процессе итерации. Имея в своем распоряжении персональный принтер, я смог немедленно проверить свои идеи.

Окончательный дизайн Печать

С окончательными изменениями дизайна, внесенными в мою модель CAD, я мог легко отправить пересмотренный файл дизайна обратно в MakerBot Print и распечатать мою окончательную модель. Тестирование широкого спектра опций дало мне твердую отправную точку для последующих этапов производства.

Что еще более важно, я смог физически проверить свои идеи. Отсутствие их на плоском листе бумаги или на экране компьютера позволило мне получить глубокое понимание реальных последствий моих дизайнерских решений.

Как показывает этот проект, 3D-принтер - это не просто инструмент для быстрого создания прототипов: он может служить альбомом для рисования, инструментом для исследования и вторым набором рук, и все они представляют собой смену парадигмы. Благодаря беспрепятственному размещению 3D-принтера в процессе проектирования вы можете исследовать его более широко и глубоко, и в конечном итоге проектировать быстрее, чем когда-либо прежде.

Фелипе Кастаньеда MakerBot UX и промышленный дизайнер.

Похожие

Комментарии