Disney Research разработала новый метод 3D-печати, который может открыть новую эру страшных аниматронных медведей, которые оживают посреди ночи на краю вашей кровати. Этот метод включает в себя автоматизированный процесс валяния иглой, в результате которого получается трехмерная войлочная форма, которую можно комбинировать со встроенной электроникой или пластиковыми 3D-печатными деталями для создания гибридных отпечатков. Весь процесс 3D валяния описан в статье, написанной для Siggraph 2014.
В документе описывается работа Скотта Хадсона и его команды в Институте взаимодействия человека и компьютера Университета Карнеги-Меллона и Disney Research в Питтсбурге. Хадсон берет пример со скульптур художницы Стефани Мец, которая была f.
лепка 3D-объектов из войлока вручную. С помощью иглы для валяния Мец может накладывать войлок слой за слоем, которому она затем может придать форму вручную, в конечном итоге создавая потрясающие произведения мягкого искусства. Хадсон автоматизирует этот процесс, подключив специальную печатающую головку к своему 3D-принтеру RepRap.
Новая головка состоит из серводвигателя, зубчатой рейки, концевого выключателя и напечатанных на 3D-принтере трубок для направления войлочной нити и иглы. В ходе процесса, который потребовал проб и ошибок от Хадсона и его команды, печатник пропускает иглу для валяния с нитью через кусок войлока, который действует как базовый слой, с которого начинается начальная форма. Как это описано в документе: «По мере того, как мы размещаем эту пряжу вдоль траектории печати, мы связываем ее с нижними слоями, многократно прокалывая ее иглой для валяния, протаскивая отдельные волокна из пряжи в слой (слои) ниже и запутывая их. там.”
Hudson стремился совместить способность пряжи продевать нитку и свойства спутывания войлока для окончательного успеха проекта. В результате он использовал шерсть и смеси шерсти для процесса трехмерного валяния. Тиражи были ограничены
с точки зрения размера элемента, поскольку резьба имела диаметр около 2 мм по сравнению с экструзией от 0,2 до 0,5 мм в 3D-принтерах FDM/FFF. Кроме того, была большая усадка, так как ткань была соткана вместе. В конце концов, Хадсон говорит: «Это приводит к общей случайности результата, что делает его характер больше похожим на ручное вязание, чем на плотную ткань (или даже на войлок).”
Интересно, что 3D-валяние имеет некоторое сходство с 3D-печатью FDM/FFF в том смысле, что исследователи могли создавать выступы, а после завершения печати можно было немного подчистить, например, отрезать лишнее. пряжа. Хадсон даже подробно описывает постобработку для получения более плотного переплетения путем замачивания отпечатков в горячей мыльной воде.
Каким бы уникальным ни было 3D-валяние, настоящей целью исследования и работы Хадсона в Карнеги-Меллон является общее улучшение взаимодействия человека с компьютером. Что может быть лучше для улучшения взаимодействия человека с компьютером, чем сделать роботов более похожими на пушистых тварей? Чтобы избежать риска проткнуть электронику швейной иглой, Хадсон изучил несколько различных методов встраивания электроники в свои объекты из 3D-печати из войлока. Некоторые методы включали пришивание электроники после того, как отпечаток был создан, или размещение их внутри объекта в середине отпечатка.
Наконец, исследователи попытались объединить традиционную 3D-печать FDM/FFF со своей новой техникой валяния, напечатав на 3D-принтере пластиковую руку плюшевого мишки, которая будет покрыта слоями напечатанного на 3D-принтере войлока. встроенный в провода и болты, чтобы создать функциональный роботизированный придаток.
Хадсон признает, что это исследование - только начало. Такие проблемы, как прочность и неточность войлочного материала, должны быть преодолены, а это означает, что вы, вероятно, не сможете напечатать на 3D-принтере своего следующего Тедди в следующем году, но когда вы это сделаете, это будет несокрушимая сила, чтобы быть считаться с.