藝術 X 科技:中科智慧機器人自造基地總監—何大

誰說科技不能與藝術做完美的結合❓讓我們帶您用3D列印領略藝術之美❗️

這次我們隆重邀請到科技與藝術通才—何大(中科智慧機器人自造基地 總監)

來跟我們分享他如何用3D列印的才華,搭配高深的藝術天賦🎨製作出許多兼具外觀又富有功能性的美麗作品🤩

何大精彩簡歷:

因創作水下機械生物接受Discovery專訪

接受外貿協會專訪_在上海世博放映

國立台灣美術館”蓮池”作品製作人(情境創建技術整合)

數位行動故宮“行氣”作品 製作人

花博夢想二館之前導 pilot 展演計畫之 互動設技統籌

Make 雜誌專訪

工業局 智慧型機器人產品創意競 審查委員

工業技術研究院南分院 專利品審委員會 專長委員

工業技術研究院創意中心  專利品審委員會 專長委員

中科機器人自造基地 總監

國立台灣美術館”蓮池”專案導演(情境創建技術整合)

中科智慧機器人自造基地簡介:

在自造基地中有很多機具,不管是金工、木工、3D列印或者是電路雕刻都有,不過智慧機器人自造基地跟外面maker space很大的差異是:自造基地有很強大的業師!包括原型設計、金/木工以及電路的製作等等。

「在以前的狀況,在製作原型的時候通常是將圖畫好後送到CNC廠雕刻出來後再去做其他的處理,而現在,我們其實可以跳過CNC的流程,直接用3D列印來印。」何大提到。

中科智慧機器人自造基地的設備介紹:

【3D列印區】:大小3D列印設備都有,包含高階中階低階的3D列印設備,可支援不同材料的3D列印。另外,也有3D掃描機,像是高度精密可製作到逆向工程的、可大範圍掃描的以色列機種等

【金工區】:有2200瓦大型的金屬雷射切割機、木工與壓克力雷射切割機、車床,銑床等

【木工區】:所有常見的木工機具都有

【CNC區】:含有特殊的高速低溫機種,在車銑的時候會噴酒精,使降溫更快效果更好

【電路區】:電路板雕刻機等

何大是如何接觸到3D列印以及數位自造技術的?

對手作的熱忱

我一直以來都很喜歡自己製作東西,不管是娛樂或者是生活上各方面。」何大玩遙控飛機時買了一台飄飄機,買來後便會自己去改造成兩翼或三翼,「改良後去看看有沒有什麼差別,非常好玩。」

從30年前就非常喜歡手作

到大專時,何大便接觸到了電腦動畫,其中也包含了3D建模等技術,因此何大在20多年前就已經非常熟悉3D相關的技術。

當時何大去看了決戰猩球 (War Planet Apes) 這部電影,覺得非常有趣,僅憑印象就在當晚把3D影像做出來,非常厲害。

水之械

何大在小學六年級時就擁有非常高的想像力,能夠畫出各式各樣的特別的圖畫。上圖為何大魚小學六年級時的畫作,當時就已展現非凡的繪畫天賦

水下機械,是何大進到工研院後的第一個作品,當時的3D列印成本仍高,因此是採比較土法煉鋼的方式,自行用CNC去製作模具,做出這亦的東西大概要1-2個月的時間,但如果換到現在的3D列印技術的話,只要一週就做完了。

因為何大是個跨領域的通才,不管是機械或者是原型設計等都都有設略,常常在家也持續做研究。何大通常會先從內部的構造開始製作,再去設計外型

常常有人問何大:「設計產品,到底是由內而外好,還是由外而內好?」何大建議,當你對內部了解了更多,你設計出來的產品就會更精確,所需要的修改就更少。

就像概念車畫出來可能是一個樣子,但市售的時候可能又會是另一個樣子,因為外觀可能會需要去遷就內部的結構做修正。

「因此當你內部了解的越多,在設計原型時差異就越少,成本也會越低,時間上也會越快。」

上圖左為當初想像的電腦繪圖,而右圖為實際做出來的模樣。為什麼中間多了兩道被切開的地方呢?原本畫圖時何大已經都構思好了,連馬達要放哪裡等都想好了,不過後來發現,如果把它再分開一點讓水直接進入會更好,因此做了機體的改良。

當時一個原型大概做了七種,上圖中是已經放在水中做測試了,上圖右是用的時的3D列印做製作的。「以前的3D列印,除了非常貴之外,放在後車廂,開車開到定點時拿出來竟然已經歪掉了!」何大笑說。

水之械的製作流程

  1. 3D的原型建置完後-->用3D去模擬大概的狀況-->3. 正式印製出來-->4. 打磨烤漆-->5. 電子元件組裝測試

當時怎麼會選擇使用Formlabs機種?

「一開始其實覺得Formlabs機種看起來不錯,但是跟其他光固化的機器相較起來偏貴,所以就沒有進一步考慮。」

後來,天馬的業務聯絡到了何大,在一段時間的聯繫後成功將Formlabs機器demo給何大了解,而在聽完介紹後何大發現到:這就是我要的機器!且後來在使用上也非常的穩定,也就是因此台灣天馬跟何大結下了緣分。

近期用Formlabs機種印製的物件?

1. 重機後握把

何大有在騎重機,他的重機重達200多公斤,在牽車時會需要左手扶著龍頭,右手抓後面的把手,但後面的把手是金屬的且非常細,因此去握的時候會很冰涼且會滑而不好握,因此何大想自己製作一個把手。

 

將整個後把拆下來,並用3D掃描整個掃出1:1的檔案,也確保絕對吻合。

下圖為設計初稿以及3D模擬圖。

下圖為實際印出來的樣子(白色與灰色分別為使用FDM與光固化技術)。

實際放上車上後何大就發現,太細了。設計的圖面跟實際印出來的狀況還是會有點不一樣的。

另一個問題是,裝上去後,發現施力後握把會往前後移動,碰觸到前後的彎曲處後握把就被頂開了。

後來又改良將金屬前後做了鎖環,並加上了螺旋狀的結構,在握的時候可以頂得更穩,跟原來的設計有了改良。

「在製作產品的時候,我很喜歡加上日期跟商標,一般FDM機種是印不出來的,但Formlabs的機器就做得到。」

何大會結合不同的3D列印技術,先用一般的FDM去印製,確認沒問題後,再用Formlabs光固化機器印製。

不同的3D列印技術印出來的東西觸感與手感也非常不一樣,用Form2印製的質感跟觸感都非常好。

用3D列印的好處是你可以將物品做打樣,進一步到功能性的驗證。也可以透過不同3D列印技術的結合,來將產品做到最完美。

2. 鐵定平安

自造基地的同仁用鐵的廢料切出了平安兩字,代表著「鐵定平安」。何大覺得這個東西是可以變成商品的,何大的想法是:建一個外殼的模,將平安兩字包在裡頭。

這樣的想法用光固化是非常適合的!因為光固化跟FDM的差異是,它的細節可以到非常細,如果用一般FDM去印的話,許多細節是看不到的。

上圖是何大所設計的殼子,用光固化去設計外殼,再用壓克力片去封住中間的鐵塊,壓克力底下再用雷射切割去切要送給誰的字。

產品實體照,中間的字體可以做改變,此為改為篆體字的模樣。洪慈庸立委參訪中科智慧機器人自造基地時也贈送了一個給他。

3. FRC季後賽獎牌

FRC是一個機械的競賽,需要一個獎牌,因為是要公開頒獎,所以參考了聖旨的概念,做出了如下圖的獎牌。

上下方是用光固化列印,中間則是用不鏽鋼去做雷射切割。

設計圖、實體照與細節照。

4. 媽媽專用手把

設計是跟日常生活習習相關的」這是何大秉持的理念,何大的媽媽年紀已經很大,且脊椎開刀後行動變得較不方便,即便是上何大的休旅車也有點困難,何大因此換了較低的車款,更為媽媽客製化設計坐下時可抓的握把。「即使市面上可能買得到這種握把,但自己做給媽媽又有另一種意義。」

「第一版的設計是用FDM印製的,一開始看覺得還OK,結果一用力抓就斷了,用光固化印應該也是會斷。」何大笑說。

為了加強結構,何大在中間加上了不鏽鋼,前後用光固化的材料合上,結合了光固化材料握起來舒適的手感與穩固的不鏽鋼材質來優化整個握把。

「設計一個東西時常是要結合許多不同的材質。」

5. 父親的印章套

父親有個非常特別且歷史悠久的印章,至少有5,60年的歷史,是何大父親結婚時朋友送他們夫妻的對章,是以八二三炮戰時的鐵塊製成,非常具有紀念意義。後來有次媽媽不小心摔到而有了些微磨損,很捨不得,所以何大便幫他做一個印章套。

上方的洞是希望讓印章上的字露出來,而突出的球則是讓爸媽好辨認印章的正反面,。

上圖左右分別為用FDM印製以及用光固化印製的印章。

何大認為,未來的商品會是多樣技術的整合,如果你單純學金工、木工這些都是單項,不過未來的商品不會僅有單項,是會走向多元化的。

智慧機器人自造基地在未來也會舉辦一些教學的活動,教大家如何動手實際自造產品。

想了解更多,歡迎上中科智慧機器人自造基地官網:https://ctsphub.org.tw/

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