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3D打印和激光切割:制造變形顯示器的新方法

時(shí)間:2020-03-03 09:15 來(lái)源:中國(guó)3D打印網(wǎng) 作者:中國(guó)3D打印網(wǎng) 閱讀:
        中國(guó)3D打印網(wǎng)3月3日訊,Aluna Everitt最近向蘭開斯特大學(xué)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院提交了她的論文“用于變形顯示的設(shè)計(jì)和開發(fā)的數(shù)字制造方法”,為了在可變形表面上獲得更好的成功,Everitt探索了3D打印和激光切割的用途。
     隨著該技術(shù)在全球范圍內(nèi)的不斷進(jìn)步,可變形的顯示只是通過(guò)切實(shí)的交互等功能使用戶的生活變得更輕松,而且還增強(qiáng)了以下功能:
.動(dòng)態(tài)美化
.地形建模
.建筑設(shè)計(jì)
.物理網(wǎng)真
.對(duì)象操縱
      通過(guò)機(jī)械執(zhí)行器起作用,可變形的顯示器允許通過(guò)編程(以動(dòng)態(tài)物理形式編碼數(shù)據(jù)的形式)使特定表面變形。Everitt表示:“可聯(lián)系性是數(shù)據(jù)物理化的關(guān)鍵方面,物理制品的形式通常可以通過(guò)觸摸來(lái)感知。這些物理數(shù)據(jù)表示通常鼓勵(lì)直接交互以創(chuàng)建引人入勝的用戶體驗(yàn)。”

       作者不僅關(guān)注變形顯示器的使用,而且關(guān)注各個(gè)級(jí)別的用戶如何利用數(shù)據(jù)物理化為自己創(chuàng)建它們。隨著可訪問(wèn)性和可負(fù)擔(dān)性在3D打印領(lǐng)域中越來(lái)越多地出現(xiàn),諸如變形顯示之類的系統(tǒng)變得更加可能-尤其是具有可重復(fù)使用的零件,易于安裝的基本硬件以及易于設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的設(shè)計(jì),從而鼓勵(lì)了用戶。


        基于本文每章中提出的制造方法開發(fā)的原型示例。從第3章中的傳統(tǒng)引腳陣列轉(zhuǎn)移到第4章中使用較少線性致動(dòng)器的半固態(tài)激光切割兩層表面,再到第5章中的單層3D打印可變形表面,最后到多材料可變形表面在第6章中具有嵌入式交互和可視化功能。

      研究界必須知道在這些“新型硬件系統(tǒng)”中使用哪種類型的數(shù)據(jù)。隨著對(duì)哪種類型的數(shù)據(jù)合適的更深入的理解,作者還意識(shí)到他們將能夠?qū)⑦@些系統(tǒng)應(yīng)用于在多種顯示器中使用-如今許多顯示器仍處于原型模式,被視為“新穎而非實(shí)際用例”。該技術(shù)僅限于變形顯示器,有形界面,物理用戶界面,數(shù)據(jù)物理化和可變形用戶界面。

Ullmer和Ishii(2000)最初提出了GUI(A)和TUI(B)的標(biāo)準(zhǔn)化交互模型。
         該領(lǐng)域的挑戰(zhàn)仍然包括可訪問(wèn)性,以及從創(chuàng)建原型到提供更好的設(shè)計(jì)感以及提供更好的工具包的能力,以便用戶可以輕松實(shí)現(xiàn)每個(gè)系統(tǒng)所需的所有細(xì)節(jié)。Everitt解釋說(shuō):“縮小設(shè)備的外形尺寸并確保高分辨率的形狀輸出是該領(lǐng)域當(dāng)前面臨的另一項(xiàng)技術(shù)挑戰(zhàn)。最小重量的小型執(zhí)行器的可用性仍然受到限制,并且成本很高。形狀變化的界面也越來(lái)越多地從剛性形式過(guò)渡到柔性和可拉伸的甚至是漂浮的形狀。”
        隨著3D打印在全球范圍內(nèi)的越來(lái)越多的用戶中變得越來(lái)越流行,新的織物和紡織品成為可能。對(duì)于本論文,作者研究了作為連續(xù)表面的3D打印面板,該面板能夠根據(jù)整體設(shè)計(jì)適應(yīng)流體或剛性,并且最終還有助于改變形狀的顯示。互連的表面顯示出對(duì)促動(dòng)器的需求減少,具有水平力促動(dòng),潛在的嵌入零件以及有關(guān)流動(dòng)性和剛度的持續(xù)特性-“從而呈現(xiàn)圓柱形,橢圓形和隧道形。”透明樹脂也可用于3D打印中改進(jìn)的可視化。

  互連面板的基本3D模型(A)和3D打印(B),以及制造的變形顯示示例(C-E)。


表面的底側(cè)。互連的三角形面板3D打印(FDM),帶有紅色細(xì)絲–面板21×19mm,互連寬度4mm(A);具有透明樹脂的SLA –面板20×17mm,互連寬度3mm(B)。 3D模型源[106]。

      諸如激光切割之類的減法技術(shù)也是本文的重點(diǎn),它可以實(shí)現(xiàn)快速生產(chǎn),但存在二維限制的缺點(diǎn)。但是可以將單頁(yè)紙?jiān)O(shè)計(jì)用于制造3D對(duì)象。不過(guò),組裝是必需的,還需要“將3D設(shè)計(jì)映射到零件的2D層”。激光切割的其他挑戰(zhàn)包括需要學(xué)習(xí)此類技術(shù)知識(shí)的個(gè)人需要更多的支持,并且激光切割仍然是不可否認(rèn)的“利基技能”這一事實(shí),然而,在諸如雕刻,創(chuàng)造時(shí)尚多彩的系列,以及創(chuàng)新和開發(fā)新的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。 展示了具有多種材料功能的FDM 3D打印完全支持交互式和可變形表面的制造。在使用諸如激光切割的技術(shù)時(shí),也可以更快地設(shè)計(jì)原型,而無(wú)需額外的硬件。
         中國(guó)3D打印網(wǎng)點(diǎn)評(píng):通過(guò)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究的方法還強(qiáng)調(diào),快速原型設(shè)計(jì)可以幫助研究人員和設(shè)計(jì)人員迭代地完善和開發(fā)新的硬件系統(tǒng),這些硬件系統(tǒng)既可以滿足功能要求,又可以開發(fā)出更有意義的用戶體驗(yàn)。

     中國(guó)3D打印網(wǎng)編譯自:3dprint.com

(責(zé)任編輯:admin)

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