Vindblomsterne
En introduktion
Hvorfor denne beskrivelse at mit design af vindblomsterne? Jo, bag et produkt ligger der altid en historie. En historie om en ide, der blev til et færdigt produkt. Men denne historie kan være kort og enkel eller lang og snørklet. Jeg ville forsøge at gøre produktet så godt som muligt, så jeg valgte den lange version.
Måske kan denne historie endda give dig inspiration til selv at gøre forsøget? Det kan også bare være at historien er interessant og oplysende. Det er helt op til dig. Men næste gang du ser en af mine vindblomster, vil du efter denne historie, vide alt det arbejde, der ligger bag dem.
Valg af proces for udviklingen
Da jeg satte mig ned og skulle til at skrive denne historie, fandt jeg ud af at hele processen fra ide til færdigt produkt måtte deles op i faser. Indenfor produktudvikling findes et utal af forskellige måder og metoder at vælge imellem. Skal jeg være helt ærlig, (og det skal man), hoppede jeg bare ud i det uden en overordnet plan. Det betød at jeg endte i mange blindgyder med et dårligt produkt. Enten var det besværligt at producere eller det var for dyrt, eller også virkede det slet ikke som planlagt.
Jeg har valgt blot at beskrive den lige vej med en ide, som blev til et færdigt og funktionelt produkt. Blindgyderne kan du senere også læse om, hvor jeg kort har beskrevet fejlene, der gjorde at udviklingen af disse stoppede.
Den proces jeg har valgt, vil jeg betegne som en hybrid mellem vandfaldsmodellen og den iterative. Vandfaldsmodellen er kendetegnet ved, at man først går ind i en ny fase, når den fase man er i, er helt færdig. Den iterative virker kaotisk, da man næsten frit hopper rundt i faserne, indtil produktet må være ”godt nok”. De efterfølgende afsnit omhandler hvad hver fase indeholder, og hvordan jeg bar mig ad.
Faserne i rækkefølge er: Ide, Koncept, Skitser, Modellering, Prototype, Test, evaluering og justering og Produktion. Men da jeg også gjorde brug af den iterative metode, må jeg indrømme, at jeg hoppede en del rundt mellem faserne, dog hoppede jeg ofte fra justering tilbage til modellering. Du kan se den overordnede proces herunder:
Idéen
Den første fase var en ide. En forårsaften i 2020 i Coronarestriktionernes tegn, sad jeg og surfede rundt på nettet. Jeg gør meget brug af Pinterest.com, hvor jeg med en konto, jeg selv opretter, kan skabe mine egne opslagstavler og gemme de billeder jeg finder interessante. Pludselig dukkede et billede op af skive, der dannede mønstre, når det drejede rundt. Disse mønstre kender du sikkert fra gamle dage, da fjernsynet var med billedrør, og hvis en person med en finstribet skjorte tone-de frem på skærmen.
Skærmen grove opløsning kombineret med skjortens striber dannede interferensmønstre, også kaldet moire mønstre.
Sådan en skive skal jeg da prøve at lave på min 3D printer. Det fik jeg gjort, men jeg skulle jo selv gøre noget for at dreje den rundt.
En motor, nej, det gider jeg ikke. Men hov, ligner skiverne ikke en vindmølle? Hvad med vinden? Yes, det skal jeg da prøve, men det er nok lige en god idé, at surfe lidt rundt i Pinterest. Sørme så. Der er andre, der har fået samme idé, dog ikke med 3D printede vindmøller, men i metal. Jeg må da kunne lave noget tilsvarende i 3D print uden at det behøver at koste spidsen af en bondegård!
Konceptet
Nu da idéen er skabt, vil jeg se om jeg kan tilføje fordele i forhold til metalmøllerne. Jeg elsker fleksibilitet og brugerinddragelse, så hvor ikke lad brugerne selv vælge farve og mønstre? Så jeg besluttede mig for at vingerne skal kunne sættes på med forskellige farvekombinationer og facon. Det betød at vingerne skal kunne sættes på enkeltvis efter eget ønske.
Jeg fik pludselig den idé at hvis en vinge knækker, skal kun vingen skiftes ud og ikke hele rosetten. Fed finesse! Endvidere kunne det også være fedt, hvis de to rosetter drejer modsat rundt i forhold til hinanden og netop danner bevægelige moire mønstre. Men i Danmark kan vinden jo komme fra forskellige retninger, så de to rosetter skal også kunne dreje sig op mod vinden.
Så nu har jeg tre uafhængige rotationsakser: to for hver af rosetterne og én for vindretningen.
Skitserne
Når jeg udarbejder skitserne, får jeg klarlagt hvordan montage, dimensioner og funktioner skal gå op i en højere enhed. Jeg laver mange skitser i forskellige detaljeringsgrader. Nogle er blot over-ordnet for hvordan emnerne skal være i forhold til hinanden. Andre er helt nede i boltestørrelser og spændeskivedimensioner.
Jeg fandt ud af, at det er bedst af lave en overordnet skitse, og derefter arbejde indefra og ud for at finde dimensioner. Bolte, møtrikker og spændeskiver har bestemte standardstørrelser, så det er dem, der er bedst at fastlægge. Derefter skal disse ”beklædes” med plast i tykkelser som kan holde. Her måtte jeg lave nogle prøveplot på min 3D printer, for at finde de ideelle plasttykkelser. Når så det hele er beklædt med plast, skal jeg så lige tage mine ”designbriller” på. For det må da gerne se nydeligt ud. Folk skal jo kunne holde ud at se på det.
Modellering
Jeg må ærligt indrømme: det største arbejde ligger i at udarbejde 3D modellerne. Bare det at lære 3D programmerne at kende er en lang læringsproces. Men jeg er rimeligt godt klædt på. Jeg ken-der og har arbejdet med programmer som: AutoCAD, Inventor, SolidWorks, Sketchup, FreeCAD og Blender, og så er jeg forresten uddannet maskiningeniør! Skal jeg anbefale et par programmer, vil det være FreeCAD og Blender. De er svære at lære, men til gengæld kan næsten alt modelleres i dem, og bedst af alt: de er gratis! FreeCAD er god til maskindele, hvor næsten alle dimensioner på forhånd kendes og efterfølgende let kan ændres. Free-CAD minder meget om Inventor. Blender er derimod god til organiske figurer og kan også til dels bruges som et CAD program med eksakte dimensioner.
Mine vindmøller er dog modelleret i FreeCAD. Når emnerne er skabt, kan de nemt eksporteres ud i et filformat som anvendes af stort set alle 3D printere. Filformatet hedder STL.
3D print
Til at begynde med havde jeg kun èn printer, en Prusa i3 MK3. Det er en tjekkisk model, som jeg købte i 2019 over nettet, og selv skulle samle hjemme. Det tog mig en god weekend.
Selve arbejdet med at 3D printe emnerne er nemt. Når man altså lige kender sin 3D printer! Jeg har måtte tage højde for følgende parametre: printmateriale, printhastighed, printtemperatur, laghøjder, udfyldningstæthed og -mønstre, skaltykkelser og understøtninger. Måske kender du ikke disse begreber, men tro mig, de er vigtige at have styr på, hvis resultatet skal være brugbart.
Den virker upåklagelig den dag i dag (sommer 2021) og den har samlet printet 14 km på 137 dage!
I efteråret 2020 købte jeg yderligere en kinesisk model, en Creality CR10-4 som kan printe emner på op til 40 cm. Prusa’en kunne kun klare op til 25 cm. Jamen, så skal jeg da bare lige lære en ny printer at kende! Creality’en har dog nogle mindre svagheder i forhold til Prusa’en. Den er følsom for rumtemperatur og så hænger emnerne ikke så godt fast på pladen under udprintningen. Jeg har valgt at udprinte i PETG plast af to årsager: det er mere vejrbestandigt end PLA plast og så kan jeg efterfølgende bore i det. Det kan dog ligesom PLA heller ikke opløses i opløsningsmiddel.
Jeg kunne også have valgt ABS plast som kan opløses i acetone, men dette plast er meget følsomt for rumtemperatur og så kan det have en tendens til at krympe under udplotning. Når alle delene var udprintede, samlede jeg så endelig den første prototype, som jeg egentlig synes ligner en blomst. Derfor besluttede jeg for ikke mere at kalde dem for vindmøller, men for vindblomster.
Test, evaluering og justering
Den første del af testen var selve samling og montage. Passede delene sammen og hvis ikke: hvad var galt. Kunne vingerne frit dreje rundt og kunne det hele dreje om den lodrette akse? Allerede under montagen fandt jeg fejl og måtte gå tilbage til skitse og modelleringsfaserne.
Næste del i testen var om de kunne dreje rundt i vinden. Her var jeg lidt uheldig: der var ikke vind den dag. Jamen så må man vente, men jo, da vinden kom, drejede de fint rundt. Der var dog lidt problemer med at vingerne stødte på den lodrette pind. Tilbage til skitsefasen igen! Denne del af produktudviklingen tog sin tid, og jeg gentog den adskillelige gange og forfinede funktion og design mere og mere, indtil jeg ikke kunne finde på mere.
Produktion
Sidste fase er egentlig nem nok. Her planlagde jeg hvordan emnerne bedst kunne placeres på pladen, og jeg fik indstillet printerne til et kompromis mellem varighed for et print og kvaliteten. Så er det ellers bare at fodre printerne med PETG fillament og trykke på print.
Jeg kan oplyse at for én vindblomst, tager det 18 timer at printe og der bliver forbrugt 300 gram fillament. Derefter tjekker jeg kvaliteten og finjusterer evt. printerne til næste udprint. Da vind-blomsterne skal kunne stå ude i al slags vejr, har jeg valgt at bruge rustfaste skruer og spændeskiver til at samle dem med.