Технология самостоятельно складывающегося объекта

Технология самостоятельно складывающегося объекта

Используя технологию трехмерной печати, учёные Университета Карнеги-Меллона создали метод производства плоских пластиковых предметов, при нагревании складывающихся в заранее определенные формы. Эти самостоятельно складывающиеся пластиковые объекты явились первым шагом производства новых продуктов. Таким способом, например, изготавливается плоская мебель, которая может принимать окончательные формы при помощи нагрева тепловой пушкой. Подобные предметы также могут складываться в нужную форму под воздействием тепла солнца.

Чем выгодны самостоятельно складывающиеся объекты?

Самостоятельно складывающиеся материалы производятся быстрее и дешевле, чем твердые трехмерные объекты. Этот фактор позволяет заменять некритичные части или создать прототипы с использованием структур, приближенных к твердым объектам.

Так, формы корпусов лодок и других изделий из стекловолокна допустимо изготовить с использованием подобных материалов при небольших финансовых затратах.

В конце апреля 2018 года изобретатели технологии «Thermorph» планируют провести презентацию в рамках конференции «Человеческий фактор для вычислительных систем». Конференция пройдёт в канадском Монреале.

Ранее уже исследовались принципы самостоятельно складывающихся материалов. При этом использовались экзотические материалы или полностью зависимые от сложных методов обработки. Зачастую эти методы требовали значительных расходов на поддержку.

Исследовательская группа смогла создать самостоятельно выравнивающуюся структуру, используя наименее дорогой тип трехмерного принтера (технология ММН).

Что примечательно, разработчики воспользовались дефектом принтеров подобного типа – короблением и удачно применили этот недостаток в своих целях.

Принтеры ММН работают, укладывая непрерывную нить расплавленного термопластика. Расплавление материала сопровождается остаточным напряжением.

После того, как термопластик охлаждается, напряжение снимается, что влечёт за собой тенденцию сокращения массы. Это может привести к деформации краев и поверхностей.

Коробление материала – явный недостаток. Но разработчики воспользовались этим недостатком, превратив его в пользу. Правда, чтобы создать самостоятельно складывающиеся объекты, необходимо точно контролировать этот процесс.

Изменять скорость, с которой наносится термопластичный материал, комбинировать компоненты, подверженные деформации, с эластичными материалами, которые противостоят контрактуре.

Производственные особенности самостоятельно складывающихся объектов

Объекты выходят из трехмерного принтера в виде плоских жестких листов. Когда пластик помещается в воду достаточно горячим, мягким и эластичным, срабатывает процесс самостоятельного складывания.

Изобретатели использовали стандартное трёхмерное оборудование. Вместе с тем пришлось заменить программное обеспечение, которым автоматически рассчитывается скорость печати и шаблоны, необходимые для достижения определенных углов складывания.

Это программное обеспечение основано на новой теории сгибания кривой, представляющей движения полос кривизны. Уникальный софт, основанный на этой теории, обеспечивает компиляцию любой произвольной трехмерной формы. При этом не требует вмешательства человека.

Прототип устройства пока что сделан в настольном исполнении. Но создание более крупных установок подобного типа представляется вполне выполнимой задачей.

Предполагается, что общий алгоритм и существующие материальные системы позволят создавать крупные и крепкие самостоятельно складывающиеся объекты, такие как стулья, лодки и даже космические спутники.


Источник материала: CMU


Добавить комментарий

Внимание: Спам не пройдёт. Работает фильтрация комментариев. *