digitale werkplaats

Frees, laser, een mooie tafel om de frees op neer te zetten. Zojuist de frees wat hoger gezet zodat er grotere dingen in kunnen

Een houten kistje met een grendel om de dozen snel en accuraat te kunnen verwisselen. Dit werkt prima, al vaker toegepast.

Ruwe schets van het kistje

Nog meer Aluminium mallen

De twee vormen die moeten worden gemaakt

Voor de gemeente Den Haag een malletje aan het maken, een herneming van een eerdere mal, maar nu met wat verbeteringen erin zoals betere afvoer van de overmaat materiaal en met minder kracht te sluiten. Het wordt gebruikt om kinderen met gerecycled plastic een sleutelhanger te laten maken. Waarom deze vorm? Kijk maar even naar het wapen van Den Haag. Een ooievaar met een slangetje in z’n snavel.

Het logo in een sleutelhanger
De ooievaar in de laatste fase van het frezen.
De fijne details komen er nu in

Voor de fijne details gebruik ik een V vormige frees met een bolkop, een ideale tool voor dit werk: sterk, kan lekker diep steken zonder te breken. De grote gaten hoeven er niet helemaal doorheen te worden gefreesd. Diepe gaten maken gaat vlugger met de kolomboor, zolang de positie maar is aangegeven met een ondiep gat. En het is veiliger voor de frezen die in diepe gaten hun spanen slecht kwijt kunnen.
Zo ziet het er uit in de tekensoftware. Het blauwe vlak (lijnen eigenlijk) zijn de freesbanen, die aangeven waar de frees langs beweegt. In dit geval een eindafwerking, om een mooi afgewerkt oppervlak te krijgen. Dit gaat naar de freessoftware als NC code, een lang tekstbestand met coordinaten en snelheden (soort G-Code)

Zoiets dus:

N1 G90 G21 G17
N2 T1 M6
N3 S18000 M03
N4 G00 X240.01 Y588.71
N5 Z3. D0
N6 G01 Z-1.4 F 400.
N7 Z-2. F 600.
N8 X262.2756 F 891.
N9 X262.2991 Z-6.
N10 X312.9182
N11 X312.9241 Z-2.
N12 X340.01
N13 Y590.21
N14 X312.9397
N15 X312.9162 Z-6.
N16 X262.2912
N17 X262.2678 Z-2.
N18 X240.01
N19 Y591.71

De freessoftware. Hier moet je liever geen fouten maken . Hier bestaat geen control-Z. Check, doublecheck en nog een check. En dan frezen en op blijven letten.
De tegenplaat in de frees
Gaten boren met de kolomboor. Het ziet er wel gelijk een stuk ruiger uit zo.
Bouten worden afgewerkt tot paspennen waarmee de mal gemakkelijk en exact kan worden uitgelijnd op de tegenvorm
Paspennen erin
En klaar. De opening tussen de delen is de “spuiruimte” waar overmaat plastic heen kan.

De onderkant van de mal wordt gevuld met een rolletje warme en nog zachte geextrudeerde gerecyclede kunststof, deksel er op, in de bankschroef en aandraaien maar. Omdat dat met de hand wordt gedaan is er variatie, de ene keer gaat er meer in dan de andere. Een beetje overmaat is overigens wel aan te bevelen, om de mal goed gevuld te krijgen zonder holtes erin.

Freesklusje: koelplaat voor een PCB

Een pcb waar een heatpipe op zit moet een andere koeling krijgen. Het wordt een aluminium plaat welke nauw aansluit op de componenten welke gekoeld moeten worden.

Een 10 mm dik plaatje aluminium wordt gefreesd. Het is iets te groot gekozen zodat een stevige rand blijft zitten als de contour gefreesd is. De koelplaat zit dan met dunne tabs vast welke later weggezaagd en bijgevijld worden. Gekozen is zoveel mogelijk met een enkele frees te werken (4mm), om instel- en wisseltijd te voorkomen. Alleen de schroefgaten moeten met een 2 mm frees worden gemaakt. Als alle bewerkingen aan de bovenkant zijn gedaan kan de plaat worden omgedraaid om aan de onderzijde verder te werken.

Ondersteboven, tabs houden het werkstuk vast
Uitsparingen voor verzinken van de schroeven
Gereed, kan losgezaagd en afgewerkt worden

Het is een koelplaat welke de heat pipes vervangt.

Koelplaat met heat pipes en alu blok wat dit gaat vervangen
Oude koeler met heat pipes en de nieuwe situatie
Freesopstelling

Een ding kan beter: de schroeven vallen nu in een verdiept deel. Simpel verzinken en een langere schroef gebruiken volstaat echter ook. Dan hoeft er niet aan de achterzijde te worden gefreesd. Dat voorkomt fouten en is minder werk = kosten

Al met al heel aardig gelukt voor de eerste test. Nog een paar minieme maat aanpassingen (we blijven perfectionist) doorgevoerd en een serie gefreesd.

Het model is iets aangepast aan langere bevestigingsschroeven
En de resten smelt ik wel een keer om

Dit was ook een mooie opwarmer voor de volgende freesklus: 2 drukmallen voor kunststof.

Frees software geupdated

nieuwe frees software, even testen. Ik gebruik WinPC-CNC, nu versie 3.

De ruimtelijke weergave is verbeterd, en er is een real time modus, dus je kunt mooi zien waar de frees werkt.

Wat niet verbeterd is is de positie van de knoppen: Ik vind het niet handig dat een aantal cruciaal verschillende knoppen naast elkaar zitten en ook nog eens (meer) op elkaar lijken. Dat is vragen om fouten en ik moet nu telkens twee keer kijken of ik de juiste knop ga indrukken.

Verder werkt de software goed met de hardware samen en functioneert het betrouwbaar.

Realtime positie frees en 3d weergave
Scherpe randen afgerond

Voila, een meditatiebankje. Het oog wil ook wat.

Frees en laser demo tijdens Maker festival Twente

Tijdens het makerfestival is Wowlab open. Er is een druk / stempel workshop, en daar komt de laser bij van pas om stempels te snijden uit hout of rubber. Maar de frees, die laten we nu ook werkend zien. Zonde om zo’n gave machine niet te demonstreren. De motor laten we uit, geen herrie, geen stof, geen gevaarlijke frezen. Maar met een penseel. In stilte wordt nu met ecoline of oost indische inkt getekend. Heel strak of, als je dat wilt, wat losser.

Je kunt zelf een tekening maken in Rhino (tekenprogramma) of met Grasshopper, een plug in voor Rhino de figuren aanpassen. Dan heb je dat ook eens gedaan. Je kunt het ontwerp snel aanpassen, tot je ‘m goed vindt en wilt tekenen. Niemand houdt je tegen als je er dan nog wat kleur in wilt spuiten met ecoline.

Hieronder zie je een stukje van de code hiervoor in Grasshopper. Als je goed kijkt zie je dat het blokjes zijn met een functie: optellen, sinus, punten maken, welke aan elkaar geknoopt zijn. Uiteindelijk maakt deze code een soort “bloem”. Je kunt er aan veranderen door de schuifjes te veranderen. Dan wordt de vorm gelijk heel anders. Het programma staat al voor je klaar.
Grasshopper is programmeren voor een 2d en 3d tekenprogramma. Niet met regels code maar met blokjes die je aan elkaar knoopt. uiteindelijk kun je dan dit soort figuren maken. je kunt er nog, veel, veel meer mee. Maar dan moet je er voor gaan zitten. Nu kun je gewoon wat doodelen, een beetje uitproberen.

En denk je: “Gaaf! Dat wil ik leren”, dan kan dat, na het maakfestival komt er een workshop voor.

Blocks for hand print making

 – experiments with lasercutting polystyreen foam and plywood – 

Wout Zweers

23 oktober om 14:19 ·

Ajrakh design lasercut in two layers of plywood

Traditie – XL

Als voorbereiding voor een grafiekworkshop zijn een aantal stempels gemaakt en getest. In de workshop kunnen mensen eigen ontwerpen uitwerken, met een laser uitsnijden en daarna printen op papier of stof.  De drukworkshop is geïnspireerd door de Ajrakh traditie in India. Hierin worden complexe geometrische patronen gedrukt met houten blokken, vooral gebruik makend van indigo blauw en crimson rood. Het is een prachtig proces met levendige resultaten.

Voor een korte workshop is het echter veel te bewerkelijk en daarom is er methode uitgewerkt om ontwerpen in korte tijd te kunnen drukken, gebruik makend van synthetische inkten en andere manieren om de drukblokken te maken, met gebruikmaken van de lasersnijder. Dat neemt niet weg dat de eenvoudige techniek, mits goed gebruikt, ook mooie resultaten op kan leveren. 

Zoektermen voor deze techniek zijn: Ajrakh, block printing, Sindh

mar misschien ook Annie Albers er bij halen? Bauhaus stof ontwerpster. We zitten tenslotte in Enschede, vlak bij de AKI

Hier zijn een aantal links: 

http://www.ajrakh.in;

https://en.wikipedia.org/wiki/Ajrak

Hoe maak je drukblokken met de laser?

ruwweg gezegd kun je op drie manieren met een laser een drukbare lijn of vlak maken. In eerste instantie concentreren we ons op het maken van een lijn. Daarna kan het uitgebreid worden naar vlakken. 

  1. je snijdt een enkele (hart) lijn, met de laser onscherp ingesteld zodat de lijn dikker wordt
  2. -je snijdt de buitencontouren van de lijn in triplex en houdt een te drukken vorm over. Deze plak je op een ondergrond (voor zover nodig, als je een kwetsbare vorm hebt)
  3. -je graveert de lijn vanuit een plaatje, in triplex, schuim of lino
1: onscherpe hartlijn
blok uitzagen
2: contouren snijden, monteren op plaat,
handvat eraan
3: graveren plaatje, 
 handvat eraan

Eerste manier: een hartlijn geeft een brede onscherpe lijn.

Voordelen: lekker snel. Nadelen: beperkte resolutie, geen scherpe hoeken. laserinstellingen zijn cruciaal: altijd eerst een proefje doen met instellingen en materiaal.

Werkwijze: In illustrator ( of Inkscape) een ontwerp maken met alleen lijnen, op het scherm zie je hoe het resultaat wordt:  instellingen (kan anders zijn bij andere laserinstellingen) dikte ongeveer 2,5 mm, einden afgerond. Als je op een zwarte ondergrond werkt met witte lijnen zie je hoe het drukresultaat wordt. Zorg ervoor dat de delen welke niet weggesneden worden (in je tekening dus de overblijvende ondergrond) minimaal ongeveer 1 mm breed zijn, om te voorkomen dat de overblijvende vorm te kwetsbaar wordt. 

Als het ontwerp bevalt exporteer je de lijn als DXF of SVG (vector) naar het laserprogramma en snijdt je het blok uit. De lijnen zijn dus niet gegraveerd maar gesneden (met lage intensiteit) . Dat gaat vlug, maar je offert fijnheid van het ontwerp op. Daar moet je dus rekening mee houden bij het maken van het ontwerp. Voor een workshop echter zeer geschikt: hoge doorloopsnelheid bij de laser, makkelijk om een nieuw ontwerp te maken, aanpassingen uit te proberen. Niet kritisch bij drukken: het lukt altijd wel met zo’n lage resolutie om de passing goed te krijgen. Dikke blokken hanteren goed (5 cm werkt prima)

polystyreenblok, gelaserd met vector / laser uit focus

Tweede methode: uitsnijden van het te drukken deel. In dit geval moet je dus niet de hartijn tekenen maar deze aan beide zijdes “offsetten”met de gewenste dikte. Daar zit vrij veel ontwerp- en tekentijd maar de vormvariatie is groot. Deze vorm is geheel door het triplex gesneden, en er is een steunlaag gemaakt om de vorm te versterken. De gaten in de achterplaat zijn bedoeld om te voorkomen dat het drukblok de stof of het papier omhoog tilt doordat het papier eraan vast zuigt (vacuum). 
Kleine losse onderdeeltjes heb ik vermeden omdat die allemaal stuk voor stuk (goed) vast gelijmd moeten worden. Contour laseren vraagt een (liefst) aaneengesloten, samenhangend ontwerp. Frezen (of snijden, beitelen zoals in India wordt gedaan) maakt kleine vrijstaande vormen mogelijk.

Dit lijkt meer op de traditionele Ajrakh stempel. Deze teken je met Illustrator, Inkscape of een ander vectorteken programma (mijn persoonlijke voorkeur is Rhino3D)

Copy-paste van motief in vectorprogramma: exact en snel.
naderhand nog driehoekjes erbij tekenen,
Exporteren als dxf  of svg naar laser
vorm verder uitgewerkt,
uitgelaserde vorm (contourlijnen) in triplex,
steunplaat gemaakt met ontluchtingsgaatjes
4 keer gestempeld op papier, op zicht geplaatst

Derde methode: lasergraveren

Photography: Border&Fall
bron: http://www.borderandfall.com/karigar/the-innovative-buddha-brothers-ajrakhpur/

Rechtgezet in Photoshop met crop – perspective.
Selectie met toverstokje: onderbroken, onregelmatig, dus verbeteren. 

Combineer quick mask,  toverstokje (magic wand) en penseel (brush) om selectie te verbeteren
Geexporteerd als plaatje wat naar de laser kan. Charmant beeld
Rechtgezet plaatje in een vectorprogramma (Rhino) overgetrokken, onderdelen waar mogelijk gekopieerd en geroteerd (afhankelijk van de symmetrie), vlakken gevuld (hatch in Rhino of fill in Inkscape of Illustrator) en geëxporteerd als plaatje (PNG of BMP). Dit wordt superstrak, gaat snel en voorkomt een muisarm maar verliest wat van de charme van handgesneden en overgetrokken blok
Lasergravering van het plaatje van de ster in schuim

Eerste conclusies:  

  • Bij graveren in schuim of hout zul je waarschijnlijk een andere inkt moeten gebruiken: dikker, tegen blockprint inkt aan. Gefreesde blokken worden gedompeld in een veel dunnere inkt. Dat werkt ook anders met het drukken op stof. Dieper graveren (zoals bij de gelaserde ster in schuim) kan een wat dunnere inkt hebben, dat drukt goed.
  • Kennelijk is de diepte van de stempel maatgevend voor de inkt dikte: diep blok: dunne inkt, ondiep blok: dikke (visceuze) inkt.
  • Schuim laseren gaat sneller dan hout. Goed voor testen patroon en snelle workshops.
  • Dik schuim geeft goed hanteerbare blokken welke enigszins flexibel zijn en regelmatig drukken
  • Triplex blokken hebben een handvat nodig en buigen enigszins mee wat aan de randen problemen kan geven
  • Hout is sterker, niet onbelangrijk bij een oplage. 
  • Gefreesde vormen kunnen veel dieper worden en goed strak zijn, met laseren wordt de bodem van het blok ruwen ze liggen niet zo diep (lino: < 1 mm, schuim enkele mm, maar de bodem is erg ontregelmatig, triplex: ongeveer 0.5 a 1 mm, ruwe bodem). Zaak dus daar geen inkt op te krijgen, zorgvuldig inrollen.
  • Dompelen van de gelaserde vormen (zoals bij traditioneel Ajrakh): niet geprobeerd,  lukt waarschijnlijk niet goed ivm beperkte diepte. (dit staat dus nog op de to do lijst om te proberen)


De kunst is het ontwerp zo aan te passen en de juiste techniek te kiezen dat het er toch mooi uit komt. Ik heb er alle vertrouwen in dat er mooie ontwerpen kunnen worden gemaakt met de op zich beperkte werkwijzes. In de workshops kunnen deelnemers zelf uitproberen hoe de stempels werken, patronen mee drukken en eventueel zelf eigen patronen omzetten naar een stempel.

lasergegraveerd in polystyreen
lasergegraveerd in triplex

Een klein ster-blokje gemaakt van hout en schuim, om te vergelijken wat goed drukt.

polystyreen druksel, diverse staten van ininkten, inkten van blok door inrollen en door neerzetten op inktplaat met uitgerolde inkt
gemaakt met triplex drukblok, op katoen
4 keer gedrukt, op zicht geplaatst met behulp van sterretjes aan de rand

Et voila, de drukproefjes. Op textiel, op papier, allebei werkbaar. De vorm van de blokken kan nog wel wat handiger, in register brengen is nog niet zo simpel.

Herhalen en plaatsen van het motief

De traditionele Ajrakh techniek verdeelt het patroon in blokken waarbij de scheiding door het patroon heen loopt. Dit is makkelijk met plaatsen van het volgende blok: je ziet goed waar het blok moet worden geplaatst. Het dwingt echter wel een rechthoekig patroon op, een blok met een volledig motief (meer zoals een stempel) is vrijer te plaatsen en heeft daarmee eigen mogelijkheden.

blok is makkelijk repeteerbaar door manier van delen van het motief
bron: http://katharinewatson.blogspot.com/2012/04/ajrakh-prints.html

Met een in Inkscape ontworpen patroon is dit uitgewerkt, de Ajrakh handigheidjes nu op een ander soort motief losgelaten. Het werkt prima. Hier een patroon gevormd door een lus welke een soort maliënkolder vormt. Hoe maak je hier een makkelijk plaatsbare vorm van?

Bepaal de herhalende rechthoek (de witte rechthoek in de foto hieronder) door de de overeenkomstige punten met elkaar te verbinden. Verschuif het naar een plek waarbij de lijnen goed uitkomen (niet allemaal door de hoek, maar ook niet al te dicht bij elkaar (de staande zijde was hier niet zo handig gekozen kwam ik achter bij drukken).

snij de vorm uit en monteer deze op een steunplankje (hiermee is niet gedrukt, de lijn was te smal en te kwetsbaar, een tweede vorm is breder uitgesneden)
De positieve druk met houten blok en negatieve druk met schuimblok 

Conclusie:

Werken met dikke hardschuim gegraveerde of contourgelaserde blokken gaat prima. Het is niet nodig triplex te lasergraveren, voor een handblok is dat minder geschikt. Beter werkt dik polystyreenschuim, wat een beetje de ondergrond volgt en daardoor egaler drukt dan een houten gegraveerde stempel. Een blok van triplex werkt wel goed en kan flink groot worden (hanteerbaar is maximaal ongeveer 20 x 30 cm) maar vereist meer montagewerk. Ze zien er wel beeldschoon uit, schuimblokken hebben die uitstraling niet. Stempelen van patronen gaat prima. Voor handplaatsing in patroon is de Ajrakh patroonverdeling (rechthoekig blok met zichtbare, niet overlappende plaatsingspunten) prima bruikbaar, voor losse patronen (niet in een stramien dus) kan het zinvol zijn het motief ongedeeld te houden.Vanwege de grote druk die nodig is om de polystyreen blokken te drukken (bijna het hele oppervlak is ingeinkt) is de grootte daarvan eigenlijk beperkt tot ongeveer 100- 200 cm2. Een groter oppervlak vraagt meer druk dan haalbaar is met de hand en je druk wordt ongelijkmatig. Dan moet je het blok verder gaan onderverdelen. 

De houten gegraveerde vormen (zonder handvat) zijn overigens prima af te drukken op een linopers of etspers (inktkant naar boven). Daar zijn de polystyreen vormen weer minder geschikt voor vanwege de dikte en zachtheid van het materiaal wat in elkaar wordt geperst. Een handvat is erg praktisch op de triplex blokjes, die zijn te dun om vast te houden en zonder smetten te werken. 

Traditioneel ontwerp, testdruk op papier

Nabespreking:

Van traditioneel Ajrakh naar andere geometrieen en werkwijzes. Een klein beetje aanpassen heeft grote gevolgen qua uitstraling. En wat gebeurt er met de makers van het blok als dit ineens met laser (of frees) kan worden gemaakt? Het is ook een kwestie van werkgelegenheid en ethiek.