Bijna onmogelijk met de 3D-printer

Software ontwerpt automatisch het juiste interieur voor 3D-objecten

De vreemd gevormde holte bepaalt of deze plastic vissen zwemmen of niet. © TU Wenen
voorlezen

Drijvende vissen en monsters in evenwicht: Onderzoekers hebben software ontwikkeld die automatisch het juiste interieur voor objecten van de 3D-printer berekent. U voert gewoon in wat het object zou moeten kunnen doen: draaien, zwemmen of zelfs schuin staan ​​- en het systeem ontwerpt de holte in overeenstemming met de gewenste externe vorm, wat dit gedrag mogelijk maakt.

3D-printers zijn erg in de mode - en kunnen al op veel gebieden effectief worden gebruikt. Onderzoekers experimenteren al met orthopedische implantaten van de 3D-printer.In het Berlin Museum of Natural History wordt een fossiel Tyrannosaurus-skelet gekroond door een schedel van bedrukte botten en een smartphone-app maakt het nog eenvoudiger om de 3D-modellen voor dergelijke printers te genereren,

Spinnende schildpad en wonderfles

Onderzoekers van de Technische Universiteit van Wenen en RWTH Aachen zijn nu nog verder gegaan met 3D-printen. Op het eerste gezicht lijkt het resultaat van hun werk echter op kinderspeelgoed: een plastic vis wordt in het water gegooid en drijft, een plastic schildpad is aangepast zodat je hem als top kunt gebruiken. Vooral geweldig is de magische fles: wanneer je het met water vult, kantelt het en raakt het op. Maar als je het met alcohol vult, stopt het.

De reden hiervoor is de iets lagere dichtheid van de alcohol in vergelijking met water. De binnenvorm van de fles is geoptimaliseerd zodat dit kleine verschil in dichtheid tussen stilstaan ​​en omvallen beslist. Om dit te bereiken, moeten de wand en de binnenvorm van de fles echter speciaal worden aangepast. Het is aan de ene kant veel dikker dan aan de andere kant om het zwaartepunt van de fles precies goed aan te passen.

Software ontwerpt automatisch de holtes in de plastic objecten om ze de gewenste eigenschappen te geven. © TU Wien

Software berekent de holte

En deze aanpassingen zijn nu zeer eenvoudig te implementeren voor 3D-printen. Omdat Przemyslaw Musialski en zijn collega's een methode hebben ontwikkeld die automatisch de binnenste holte van objecten uit de 3D-printer vormt volgens hun doel. Een software berekent automatisch welke vorm en grootte een holte moet hebben, zodat het object bijvoorbeeld zonder eieren rond zijn as zweeft of roteert. tonen

"Ingevoerd is de buitenvorm van de figuur en ook bepaalde specificaties over de rotatie-as of de zwevende oriëntatie, " legt Musialski uit. "Naast de buitenvorm geeft de software ook de vorm van de holte in het object." De voorwaarde hiervoor: het object moet uiteindelijk door een 3D-printer kunnen worden geproduceerd. Te ingewikkelde, gekartelde vormen zijn daarom ongunstig, de computercode geeft de voorkeur aan eenvoudige, zachte vormen.

Deze figuur is stabiel omdat een holte het zwaartepunt naar beneden verplaatst. TU Wenen

Snel en veelzijdig

"Onze methode heeft een hele reeks voordelen", zegt Musialski. "Het is snel, omdat de berekening slechts enkele seconden duurt, het is niet erg foutgevoelig en, zoals we hebben aangetoond, kan het in vergelijking met vergelijkbare methoden voor veel verschillende optimalisatietaken worden gebruikt."

In de toekomst zullen veel objecten van decoratieve items tot technische reserveonderdelen waarschijnlijk niet meer op de werkvloer liggen, maar individueel op de computer worden ontworpen en vervolgens worden afgedrukt. Optimalisatiemethoden zoals ontwikkeld door de Weense onderzoekers moeten er dan voor zorgen dat de door de gebruiker gegenereerde objecten ook op betrouwbare wijze de nodige fysieke eigenschappen hebben.

(Technische Universiteit Wenen, 10.02.2016 - NPO)