Grupa naukowców z Disney Research w Zurychu opracowała nową metodę projektowania i drukowania 3D elastycznych, zgodnych mechanizmów.
Podczas konferencji grafiki komputerowej i technik interaktywnych SIGGRAPH 2017 w Los Angeles, naukowcy Disneya zaprezentowali swoje najnowsze osiągnięcie; narzędzie do projektowania obliczeniowego, umożliwiające drukowanie 3D elastycznych, zginanych mechanizmów.
Ich techninika jest w stanie automatycznie przekształcić projekt „konwencjonalnego, sztywno przegubowego urządzenia” w elastyczny mechanizm spełniający tę samą funkcję.
Autorem pracy na ten temat jest grupa naukowców, w tym Bernhard Thomaszewski, były naukowiec Disney Research i profesor na Uniwersytecie w Montrealu. Pisze on:
„Mechanizmy zgodne cieszą się szerokim zastosowaniem w przemyśle – począwszy od miniaturowych siłowników w systemach mikroelektromechanicznych, a skończywszy na spinaczach do segregatorów, zatrzaskach plecaków i nakrętkach szamponów w życiu codziennym. Jeszcze szersze zastosowanie w maszynach jest atrakcyjne ze względu na ich precyzję i możliwość łatwej produkcji.”
Ale jest pewna komplikacja, według współautora i naukowca Disney Research, Moritza Bachera.
„Niestety, projektowanie pod kątem elastyczności jest trudniejsze niż pod kątem sztywności”, mówi Bacher, „ponieważ wymaga głębszego zrozumienia, jak materiały zachowują się, gdy zmienia się ich kształt”.
Zespół badawczy zademonstrował swoje narzędzie do projektowania obliczeniowego, drukując szereg różnych mechanizmów. Obejmuje to mechanizm kierowniczy dla samochodu zabawki oraz wieloprzegubowy mechanizm nóg zwany Łącznikiem Jansena.
Zobacz oba w akcji na poniższym filmie:
Badania Disneya mówią, że sztywność to obce pojęcie
Inspiracją dla projektu jest stworzenie mechanizmów i maszyn, które ściśle naśladują ruchy i mechanizmy występujące w naturze. Jak podsumowuje Markus Gross, wiceprezes w Disney Research:
„Sztywność jest pojęciem obcym dla świata żywego. Od nóg kangura po skrzydła nietoperza – kości, ścięgna i chrząstki to elementy składowe organicznych maszyn. Nasz zespół badawczy opracował narzędzie, które ułatwi nam stworzenie maszyn tak wydajnych i wytrzymałych, jak te, które można znaleźć w naturze.”
Naukowcy liczą na to, że ich nowatorska metoda zadziała poprzez efektywne zastąpienie konwencjonalnych stawów i połączeń ich zgodnymi odpowiednikami. Narzędzie projektowe może zoptymalizować wydajność i działanie urządzenia; odbywa się to poprzez dostosowanie jego konstrukcji, stabilności bocznej oraz poprzez zmniejszenie naprężeń na komponencie.
Kolejnym współautorem pracy jest Stelian Coros, adiunkt na Uniwersytecie Carnegie Mellon. Uważa on, że druk 3D jest najlepszym sposobem na wytworzenie mechanizmów zgodnych zaprojektowanych za pomocą narzędzia Disneya. Wynika to z „jego zdolności do tworzenia skomplikowanej geometrii przy użyciu różnych mocnych i elastycznych materiałów”.
Czy taka technologia pojawi się w następnym filmie animowanym lub parku rozrywki Disneya?
Żródło: https://all3dp.com
