Сага о модульном формикарии (3D печать)…



  • Попробую в виде блога изложить историю своего проекта модульного гнезда…

    В качестве небольшого лирического отступления пару слов о том, почему мне захотелось попробовать это сделать.

    тут лирическое отступление:

    Итак, первый подаренный мне, несколько лет назад, вместе с мессорами формикарий был от antu-crafts (вот такой).

    Буквально через пару недель пришло понимание, что мои ожидания и представление о том, как вся эта мини-цивилизация будет жить и радовать глаз на полке у компьютерного стола, с реальностью несколько расходятся.
    Ну то есть я собственно мало что видел… :)
    Нужно было стаскивать форм с полки, себе поднос, и заглядывая сверху пытаться рассмотреть подробности о том чем сейчас занят микромир и что в нем сейчас происходит…
    Дальше пришли разочарования ещё и технологическим особенностям этого гнезда, в виде отсутствующей по сути арены, куда я не мог поместить нормальной поилки и щелями, появившимися со временем между плитой и оргстеклом…
    Дальше через мои руки прошли несколько акриловых вертикальных ферм, добавивших ещё некоторого опыта, впечатлений и разочарований.
    Ну, например:

    • о том, что и в прозрачной вертикальной ферме, не сказать, чтобы прям отличная видимость происходящего без занавешивания сзади белым листом бумаги,
    • о том, что нижние слои фермы со временем подкрашиваются грязью просочившейся между слоями акрила, а несмотря на перенаселённость форма, некоторые тупиковые проходы так и остаются навсегда забиты мусором и постоянно “радуют глаз”…
    • о том, что и достаточно большую акриловую ферму колония может быстро перерасти и дальше тоже начинаешь думать, а что дальше?

    Идея betterForm

    Идея была в том, чтобы поэкспериментировать и посмотреть, что получится на пути моделирования компонентной фермы…
    Но компонентной, именно в максимально возможном её понимании …

    Было интересно попытаться пойти не традиционным путём объединения нескольких самостоятельных гнёзд в одно, а разбить гнездо на отдельные функциональные компоненты и собирать формикарий уже из них.
    Таким образом предмет изысканий, не в материалах или технологии исполнения, а в инженерии и функциональности конструкции.


    Чего хотелось добиться

    Хотелось сделать конструкцию, которую можно не только наращивать на горячую т.е. прям при наличии живущих в ней обитателей,
    но и при этом иметь возможность также демонтажа/замены любой уже установленной части…
    Жизнь обитателей должна быть максимально визуализирована, если можно так выразится, для наблюдения.
    Концепт предполагает, что вы, отпечатав несколько базовых блоков, необходимых на текущий момент, заселяете туда обитателей, а допечатываете ещё, уже в дальнейшем, по мере необходимости и роста колонии.

    Предполагается, что это будет некий открытый конструктор, дополняемый постепенно, совместимыми новыми функциональными модулями
    Много вариативность такого подхода думаю очевидна.
    Кому-то может понадобится, что-то экзотичное по габаритам (в длину или высоту), кому-то дополнительные входы-выходы, дополнительные точки увлажнения и т.д. и т.п.


    Что получилось

    Первый рабочий прототип:
    0_1516904707580_2977

    На данный момент, набор включает в себя несколько основных модулей.

    1. Блок жилой (двухкамерный жилой модуль, высота камер 14 мм.);
      0_1516904805146_01_3022

    2. Блок коридор (в двух модификациях, с 10-ю выходами (с проходом “вниз”) и 9 выходов. - т.н. стартовый блок)
      0_1516904841848_02_3007

    3. Блок увлажнения (он есть в двух модификациях, с пробиркой с водой, вставляемой сверху или сбоку)
      0_1516904907588_____3010

    И несколькими видами заглушек/ножек.

    Горизонт уровня закрывается боковыми заглушками, выполненными в двух вариантах (с проходом наружу или без).
    Выходной адаптер сделан под трубку диаметром 10 мм.
    0_1516904930240_3076

    Скручиваются блоки с помощью адаптеров и нейлоновых винтов.
    Винт М4*25 мм. и гайка к нему.
    0_1516904953524_06_3033

    Фотосессия с мессорами:
    0_1516905038578_3001

    Эти камеры с самым влажным воздухом:
    0_1516905149180_2999

    Обратная сторона:
    0_1516905201055_2980

    Вечером в свете софитов в отсвете лампы:
    0_1516906573533_2974

    По минусам (куда же без них) или может правильней формулировать по ограничениям того, что получается пройдусь в последующих постах… ;)

    Модель для 3D печати на данный момент доступна ->, при условии не коммерческого её использования (CC BY-NC-SA),
    для скачивания и печати всем желающем …

    Все обновления инструкции и т.п. в первую очередь я пишу в Telegram канале по поддержке данной разработки, если кому интересно - подписывайтесь.



  • Выскажу в качестве “идеи”, которая может противоречить первоначальному замыслу. Уход от сверления акрила, перемещая винты с прозрачной стенки: тогда можно будет использовать акрил или стекло, прижимая его пластиной, которую прижмет винт.



  • Участник @ad-kosmos написал в Сага о модульном формикарии (3D печать)…:

    Уход от сверления акрила, перемещая винты с прозрачной стенки: тогда можно будет использовать акрил или стекло, прижимая его пластиной, которую прижмет винт.

    да, подход интересный, думаю стоит взять на заметку…



  • В качестве небольшого апдейта напишу о видимых мной ограничениях в том, что получилось на данный момент…

    Про габариты

    В каждом блоке часть полезного объёма съедается как под крепёж оргстекла, так и крепёжную часть самого блока, суммарно это выливается в лишние +15…30% холостого/технологического объёма.
    Конструкция больше, чем могла бы быть, будучи не разборной.
    0_1518028675004_3012

    Про соединения и щели

    Конструкция не монолитна и как следствие она не герметична. На мой взгляд в каких-либо дополнительных отверстиях для вентиляции тут нужды нет…
    Между блоками есть щели достаточного размера, чтобы обеспечить газообмен с внешним миром…

    Крепёжные адаптеры смоделированы таким образом, чтобы при скручивании - стягивать блоки между собой … Собственно, насколько блоки будут плотно прилегать зависит от гладкости соприкасающихся поверхностей.
    Ну в случае, когда есть некоторые погрешности печати, неровности пластика на гранях и т.п. их можно легко убрать механически.
    Щели насколько это возможно минимизированы, но понятно, что для совсем мелких видов муравьёв, такой сборно-разборный конструктор, пожалуй, слишком не надёжен.
    0_1518028718478_08_3024

    Про влажность

    В наборе на данный момент присутствует модуль автономного увлажнения, просто пристыковываемый к “стандартному” коридору. И для подобной конструкции относительная влажность воздуха в соседней с ним камере поддерживается на уровне чуть выше 60% (а в следующим за ним блоке падает уже до 40%).

    Соответственно в дальнейшем актуален жилой блок увлажняемый сильнее и уже по другому принципу (он у меня пока в стадии экспериментов).
    0_1518028806554_03_3025



  • 3D модель для печати понемногу обновляется и дополняется.
    В основном это небольшие, “косметические” правки внешнего вида…

    Для уменьшения времени печати и объёмов пластика, в набор добавлен комплект блоков со “снятой фаской” …
    (для “жилого блока”: -20% время печати, -12% пластика,).
    0_1519103840392_3122

    Тестовая “большая” сборка с контрольным замером относительной влажности в камерах.
    0_1519103883081_3152

    Влажность в камерах, соседствующих с текущим блоком увлажнения удерживается в р-не 60% (+/- 3%).
    0_1519103942960_3151



  • Повышаем влажность

    В набор добавлен “жилой блок” новой конструкции.
    Блок проектировался для создания условий с высоким уровнем влажности.
    Система автономного увлажнения встроена в нижнюю часть самого блока.
    0_1520711030672_2018-03___01

    backside:
    0_1520711144263_2018-03___02

    Отверстие к испарителю перекрыто сеткой из нержавеющей стали.
    Сетка 100 меш в пластик аккуратно вплавляется.
    0_1520711077114_2018-03___05

    Элемент с испарителем съемный, для того чтобы была возможность промывать или менять pva-губку.
    0_1520711124104_2018-03___04


    Тесты

    В данной тестовой сборке из блока и коридора, относительная влажность воздуха в нижней камере держится выше 90%.
    При этом в верхней камере влажность меньше примерно на 40%.
    0_1520711320545_3386

    backside:
    0_1520711363205_3388


    Добавляем в сборку “сухой” жилой блок (B1).
    В такой комбинации, уровень влажности в камерах B2 понижается примерно на 5%.
    0_1520711953096_3400



  • Добавим углов
    Новый компонент для углового соединения (20°).
    0_1524507597492_3444

    ​С помощью вставки можно соединять блоки с 20-ти градусным поворотом:
    0_1524507634060_3448

    backside:
    0_1524507662684_3453



  • В эстафету тестирования включаются camponotus fedtschenkoi…

    сборка состоит из одного жилого блока b2 и коридора/лестницы:
    0_1533415957093_3574

    пока их немного…
    0_1533415961518_3580

    но настроены они самым решительным образом…
    0_1533415977789_2018-08-04_1



  • Новый компонент конструктора

    В набор добавлены боковые заглушки,
    с двойным выходом (завернутым к задней стенке)…
    0_1536564925859_01_09

    Элемент, можно использовать для “мягкого” соединения с поворотом на 90°.
    0_1536565053646_02_09

    Соединение сделано с помощью ПВХ-трубки d:10мм.
    0_1536565168285_03_09



  • Автор Thingiverse_Collective, на сайте thingiverse продемонстрировал ремикс модулей BF3, заселенный carebara diversa…

    0_1537467175980_1-05 0_1537467194129_3-04 0_1537467203238_2-01

    0_1537467247597_5-03 0_1537467270210_4-02



  • Новый жилой модуль

    Конструктор дополнен новой версией “жилого блока”.
    Блок является доработанной версией b2 с крепежом под силикатное стекло.

    Размеры камер и крепежа адаптированы под использование стандартного предметного стекла (76*26 мм.), применяемого при работе с микроскопом.

    0_1538938749339_03_3698



  • в набор добавлена еще одна заглушка с выходом…
    (90 градусов / заворот к передней стенке)

    0_1542223590641_3849



  • Сорка прототипа из 4х жилый блоков…
    блоки новых версий (под 2 мм. силикатное стекло)…

    0_1542571344016_3860

    backside:
    0_1542571371964_3861



  • Модульный конструктор пополнился новыми версиями блоков лестницы и жилых блоков.

    0_1571916300277_4664

    Новые лестницы (E5/E6) дополнены поворотным “краном” перекрывающим коридор между верхними и нижними горизонтами (-> видео).

    0_1571916340764_4637 0_1571916359224_4641

    Блоки B5 и B6 (с увлажнением и без) дополнены шторками перекрывающими входы/выходы из камер, отдельными версиями справа или слева (-> видео).

    0_1571916483870_4660

    3D модель для печати комплекта новых блоков, доступна к приобретению на площадке Etsy Shop.



  • Во всех ранее публиковавшихся блоках данного конструктора (жилые блоки версий: b2-b5)
    использовался принцип т.н. “аэро” - увлажнения.
    Относительная влажность воздуха в блоке поднималось за счет испарения воды губкой, расположенной под жилым блоком.

    В новой версии (b7), реализовано увлажнение с помощью вставки из гипса.
    В теории, этот компонент блока также может быть выполнен, например из неглазурованной керамики…

    Одной из целей преследовавшийся при проектировании данного блока, являлась проверка
    суждений о возможно более благоприятном микроклимате, для обитателей, при контакте в гнездах с природными материалами.


    Гипсовый элемент
    Молд для отливки гипсового элемента отпечатан из пластика, он жесткий и сделан разборным.
    0_1579154396828_5037

    Поискав в сети советы, по уменьшению прилипания гипса к форме, я немного смазал пластиковую форму жидкостью для мыться посуды.
    0_1579154431229_5039

    Заливаем.
    0_1579154459269_5044

    Вынимать гипс из форм, рекомендуют до полного высыхания, я снял молд через час.
    0_1579154490160_5048

    Уже после полного высушивания слепков, провел блоком по мелкому наждаку гранями,
    чтобы убрать швы и отпечаток текстуры пластиковой формы.
    0_1579154538729_5051
    Далее моем и снова сушим.


    Губка-тряпка
    Второй элемент, на котором построена система автономного увлажнения в данном блоке, это вот такие влагопоглощающие салфетки в изобилии, продаваемые в и-нете…
    0_1579154658380_elem2
    некий гибрид искусственной замши с PVA-губкой…

    Эта салфетка имеет около 2 мм в толщину…
    Из нее вырезается подкладка под гипсовый элемент и полоска, которую сворачиваем в рулон для пробирки…
    (для 15 мм пробирки нужна полоска около 182 см. (ДШ))
    0_1579154740390_5053

    Материал передает воду из пробирки в гипсовый блок.
    Одновременно он служит прокладкой, прижимающей гипсовый блок снизу к его посадочному месту…
    0_1579154785774_5061_1

    Если в предыдущих версиях у блоков были съемные кюветы (с губкой),
    то теперь блок полностью закрыт и в процессе эксплуатации снимается только пробирка.
    0_1579154837811_5063

    Все этапы можно глянуть в коротком >>> видео.

    Тесты на влажность >>>

    Ну и самое интересное, что же там получилось с относительной влажностью…

    Сборка 1 - “сухой” блок и за ним блок с увлажнением.
    Ожидаемо, гипсовый элемент поднимает относительную влажность в камере до максимума (99%).
    В верхней камере над ним держится около 60-65%.
    0_1579155105323_5094

    Во втором – сухом блоке, при этом в верхней камере: 40-45%, нижней: 50-55%
    0_1579155173500_5091

    Сборка 2 - только блоки с увлажнением
    При такой сборке в верхней камере относительная влажность воздуха 60-70%
    0_1579155228506_5082


    Итог
    Увлаженный гипсовый блок в модуле (сам по себе, без установленной пробирки) удерживает,
    относительную влажность воздуха 99% в блоке около 3х суток (затем влажность в камере резко падает).

    В получившемся блоке, система автономного увлажнения, удерживает гипс постоянно,
    по максимуму напитанным водой…

    В дальнейшем будет видно, насколько быстро он начнет как либо деградировать,
    и как быстро потребуется его замена при живой эксплуатации.
    Интересно будет также попробовать версии с разной рецептурой гипса…

    Тут сборка из блоков с задвижками с обоих сторон:
    0_1579155305968_5069_1

    backside:
    0_1579155332672_5074

    Ссылки на материалы:

    1. Предметное стекло для микроскопа (26x76x1-2mm): с Amazon или продавец в РФ.
    2. Салфетка лот 66*43 см. (цвет шлют рандомный).
    3. Нейлоновый винт/гайка М4*25: лот 50 шт., или черного цвета.
    4. 3D модель для печати блока b7 (и остальных его компонентов): [ продается тут ]

 

© 2016 - 2019 forum.antclub.net v.1.10.1
Клуб Любителей Муравьев