Radek Rončák: Vytvořit model Pradědu v SOLIDWORKSu bylo pro mě výzvou

Nadšení pro modelování v SOLIDWORKSu budí ve studentech zajímavé výzvy a vznikají ambiciózní projekty. Radek Rončák ze SPŠ a OA Bruntál se rozhodl v rámci maturitní práce digitalizovat model Pradědu. Radka jsme se zeptali na podrobnější informace o tom, co ho k tvorbě 3D modelu symbolu Jeseníků přimělo.

[Mujsolidworks.cz] Kdy vás napadla první myšlenka zkonstruovat největší symbol Jeseníků, který je zároveň nejvyšším vrcholem tohoto pohoří?

[Radek Rončák, Střední průmyslová škola a Obchodní akademie Bruntál] Myšlenka zkonstruovat model vysílače Praděd mě napadlo již v prvním ročníku, kdy jsem se začal více zabývat problematikou strojírenství a CNC obráběcích strojů. Do té doby jsem se o technice neměl ponětí. Hlavně mě zaujalo víceosé obrábění a výroba složitých dílu, doslova mě to okouzlilo. Od té doby mám přání, že jednou budu sám vyrábět podobné součásti a výrobky na víceosých CNC obráběcích strojích.

Na začátku třetího ročníku se zrodila myšlenka, že bych si mohl jednou například pomocí pětiosého CNC obráběcího stroje vyrobit model Pradědu. Jelikož zatím ve škole nemáme stroj s takovou konfigurací, smířil jsem se tím, že si budu muset na tuto možnost výroby ještě počkat.

Přibližně za měsíc napadlo dva kamarády, kteří se už více zajímali o 3D tisk než já, že by nebylo špatné model Pradědu vytisknout. Mě osobě to taky velice zaujalo, protože mám k Pradědu a také k celé této oblasti Jeseníku velmi kladný vztah. Od malička musím Praděd alespoň jednou za rok navštívit. Vždy, když vyjdu z domu, vidím symbol Jeseníků, což ve mně vzbuzuje pozitivní emoce. Proto se zrodila myšlenka výroby vysílače ve zmenšeném měřítku.

Zkusil jsem kontaktovat různé archivy. Docela dlouho se mi nikdo neozýval, a tak jsem s kamarády usoudil, že výrobu nebudeme realizovat. Nenechal jsem se odradit a zkoušel jsem další kontakty. Nakonec se povedlo a původní stavební výkresy jsem získal. V danou chvíli jsem se rozhodl zkonstruovat model vysílače a vyrobit jej v rámci maturitní práce. S ohledem na nároky maturitní práce jsem upravil zadání. Práce se zabývá konstrukcí, technologickým postupem výroby a porovnáním přesnosti aditivní výroby a obrábění.

Pro potřeby výroby je nutný prostorový model. Jak jste postupoval při konstrukci a digitalizaci modelu? Předpokládám, že tvorba modelu vycházela z pořízených fotografií nebo podle výkresové dokumentace.

Model vysílače Pradědu jsem zkonstruoval podle původních stavebních výkresů, které zapůjčily České radiokomunikace. Některé výkresy byly starší a u části z nich byla provedena aktualizace. U některých výkresů jsem musel rozměry přepočítávat, aby odpovídaly reálným rozměrům. S ohledem na velikost stavby a výrobní dokumentaci, která je určena pro stavění budov, se uvedené tolerance pohybovaly v řádech centimetrů. Vzhledem k tomu, že jsem strojař, občas jsem se s modelováním trápil. Jsem zvyklý pracovat s milimetry a menšími tolerancemi. Ale i tento problém jsem nakonec vyřešil, jen jsem některé rozměry zohlednil vůči ostatním rozměrům.

Problém nastal s některými výkresy, kde chyběly rozměry. Praděd mám nedaleko od místa bydliště, vyrazil jsem na kole a chybějící rozměry si změřil pomocí metrů a pásma přímo na místě. Jednalo se o rozměry spodní části vysílače, kde je neomezený přístup veřejnosti.

Vzhledem k velikosti zvoleného měřítka není nutné modelovat všechny detaily. Co jste do záměru návrhu zahrnul, aby byl model věrohodnou kopií originálu a jaké detaily jste vynechal?

Zabýval jsem na první pohled viditelnými detaily. Konstruoval jsem tvar vyhlídky, okna, rozrážeč a  laminátový prstenec, který je pro Praděd velmi charakteristický. Dále následovaly tři ramena a bočnice, které se nachází na jejich koncích a na bocích a vystupují. Ramena a bočnice jsou pro architekturu vysílače typické.  Okna na ramenech vysílače jsem nemodeloval s ohledem na komplikovaný technologický postup výroby. Je to finančně i časově náročnější. Do návrhu jsem nezahrnoval některé další detaily, které s ohledem na zvolené měřítko nepůjdou vidět nebo jsou komplikované na výrobu.

Získat výkresovou dokumentaci, měřit rozměry přímo na místě a následně přenášet myšlenky do prostředí SOLIDWORKSu určitě zabralo mnoho úsilí. Kolik času jste strávil nad konstrukcí modelu?

Výkresovou dokumentaci jsem získal na konci třetího ročníku, podle kterých jsem začal vytvářet model. Nejvíce práce na konstrukci jsem udělal během letních prázdnin, abych mohl v průběhu školního roku pracovat na detailech a výrobě modelu. Přesný počet hodin neznám, ale práce na digitálním modelu odhaduji okolo 30 hodin. Doba konstruování nebyla až tak časově náročná, jako dopočítávání a odměřování rozměrů, aby model představoval věrohodnou kopii.

Na velikost zvoleného měřítka mají vliv výrobní technologie a technologické limity vybavení školních dílen. Jak jste postupoval při volbě měřítka?

Části modelu vysílače budu vyrábět na CNC obráběcím centru a pomocí 3D tiskáren. Například podstava a druhé patro vyrobím pomocí třískového obrábění. Model vysílače jsem zpočátku konstruoval v poměru 1:1. Následně jsem v SOLIDWORKSu použil funkci měřítko a model jsem postupně zmenšoval. S vedoucím maturitní práce Vojtěchem Bajcarem jsme se dohodli na měřítku, aby model nepřesáhl výšku jeden metr. Zvolené měřítko modelu je 1:165.

Jakou 3D tiskárnu a jaký materiál použijete pro výrobu plastových částí modelu vysílače? Můžete odhadnout, jaké jsou výrobní náklady?

Pro výrobu prostorového modelu použiju 3D tiskárnu Ultimaker 2 a pro plastové částí zvolím běžně dostupné PLA. Z praxe vím, že se hodinová sazba 3D tisku v závislosti na zvoleném materiálu pohybuje od 40 do 60 korun. Tisk dílů trvá podle předběžné kalkulace přibližně 50 hodin, tomu odpovídá cena přibližně 2 500 korun. Pokud k tomu ještě budu brát v úvahu materiál na obrábění a spojovací materiály (uvažuji jen výrobní náklady), cena modelu vysílače vyjde asi na 6 700 korun.

Přemýšlel jste nad výrobou modelu ve vysokém rozlišení a s přesnými detaily? Takový model by se mohl vytisknout pomocí stereolitografie (SLA). Inspirací mohla být Eiffelova věž, jejíž digitální model je volně dostupný na mnoha portálech zamřených na 3D tisk.

Uvažoval jsem nad tím, ale ve školních dílnách nemáme SLA 3D tiskárnu. Dalším důvodem je současná situace a vzdálená práce z domova. Zkonstruovat model s jemnými detaily a technologicko-konstrukčními zásadami pro technologii SLA by byl časově náročnější. Třeba se mi to ale povede v rámci volnočasových aktivit.

Plánujete zveřejnit model Pradědu na některém z portálů o 3D tisku, aby si model mohli vytisknout další nadšenci a hobíci, které baví CNC obrábění a 3D tisk?

S ohledem na autorská práva a vypůjčenou výkresovou dokumentaci neplánuji zveřejnit digitální dokumentaci.

 

 

---

Věděli jste, že…

Praděd (německy Altvater; polsky Pradziad) je 1491 m vysoká hora v Hrubém Jeseníku, nejvyšší vrchol tohoto pohoří. Je to zároveň nejvyšší hora Moravy, Českého Slezska i Horního Slezska vůbec. Celkově jde o pátou nejvyšší horu Česka, také druhou nejprominentnější a třetí nejizolovanější. Je zde nejdrsnější podnebí – průměrná roční teplota nepřevyšuje 1 °C. Na slezské části vrcholu stojí 146,5 metrů vysoký televizní vysílač s rozhlednou, jehož horní plošina je nejvyšším (byť umělým) bodem v ČR. Do roku 1993 byla výška vysílače 162 metrů.

Zdroj: Wikipedie a CHKO Jeseníky