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Dieser preisgünstige 3D-Drucker kann einzigartige Formen erstellen, die sich selbst falten

Dieser preisgünstige 3D-Drucker kann einzigartige Formen erstellen, die sich selbst falten


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Ein neues 3D-Druckverfahren könnte die Kunst des aufwändigen Papierfaltens und Origamis neu beleben. Ein Forscherteam der Carnegie Mellon University (CMU) nutzte die Wärme eines 3D-Druckers, um flache Gegenstände herzustellen, die sich beim Erhitzen in aufwändige Formen falten.

Die Ingenieure verwendeten einen kostengünstigen 3D-Drucker und eine häufige Fehlfunktion oder einen Fehler im 3D-Druck, um wirklich bemerkenswerte Formen zu erstellen - einschließlich Rosen, Boote und Hasen.

Lining Yao ist Assistenzprofessor am Human-Computer Interaction Institute der CMU sowie Direktor des Morphing Matter Lab. Yao erklärte, dass diese Objekte ein kleiner Schritt in Richtung Gegenstände wie selbst konstruierende Möbelstücke oder Spielzeug sein könnten, die nur eine Heißluftpistole benötigen würden, um ihren Endzustand zu erreichen.

Die Forscher sagten auch, dass die Technologie verwendet werden könnte, um während der Rettungs- und Hilfseinsätze unter Verwendung der Sonnenwärme schnell Notunterkünfte zu bauen.

Selbstfaltende Materialien reduzieren die Produktionskosten

In den letzten Jahren sind 3D-Druckinnovationen sowohl aufwändiger als auch für den 3D-Einstiegsdruck erheblich billiger geworden. Dieses Projekt ist nicht anders, erklärte Yao. Selbstfaltende Materialien reduzieren die Gesamtproduktionskosten von 3D-Objekten. Auf diese Weise können Entwickler unkritische Teile schnell ersetzen oder einfache Prototypen mit Formen erstellen, die sich dem endgültigen Aussehen annähern. Formen für Objekte mit Standardform und Glasfaserprodukte könnten ebenfalls schnell hergestellt werden.

Für Yao und ihr Team scheinen die Möglichkeiten endlos zu sein - eine Gelegenheit, die sie auch anderen aufstrebenden 3D-Druckern bieten wollten.

"Wir wollten sehen, wie die Selbstorganisation demokratischer gestaltet werden kann - für viele Benutzer zugänglich", sagte Yao.

Das Team verwendete einen der billigsten Drucker auf dem Markt - FDM-Drucker. Sie machten dann das Beste aus einer der größten Beschwerden über "billige" Drucker: Verzug.

"Die Leute hassen Verwerfungen", sagte Yao. "Aber wir haben diesen Nachteil zu unserem Vorteil genutzt."

FDM-Drucker legen kontinuierlich Filamente aus geschmolzenen Thermoplasten ab. Diese Materialien weisen typischerweise eine Restspannung auf. Dies führt dazu, dass sich die Kunststoffe zusammenziehen und sich häufig verziehen, wenn die Kunststoffe abkühlen und den Stress abbauen.

"Die Software basiert auf einer neuen Kurvenfaltungstheorie, die Streifenbewegungen der gekrümmten Fläche darstellt. Die auf dieser Theorie basierende Software kann jede beliebige 3D-Netzform in wenigen Sekunden ohne menschliches Eingreifen zu einer zugehörigen thermoplastischen Folie zusammenstellen", sagte Byoungkwon An , ein Forschungspartner in HCII.

"Es ist schwer vorstellbar, dass dies manuell erfolgt", sagte Yao.

Während andere Forschungen zu selbstfaltenden Materialien existieren, handelt es sich bei diesen Projekten häufig um Materialien, die für einen durchschnittlichen 3D-Drucker schwer zu finden oder zu verwenden sind.

Yao und ihr Team präsentierten die Forschung mit dem Titel "Thermorphing" auf der Konferenz über Human Factors in Computersystemen, die vom 21. bis 26. April in Montreal stattfand. Das Team möchte das Projekt schließlich hochskalieren und viel größere selbstfaltende Objekte erstellen.

"Wir glauben, dass der allgemeine Algorithmus und die vorhandenen Materialsysteme es uns ermöglichen sollten, große, stark selbstfaltende Objekte wie Stühle, Boote oder sogar Satelliten herzustellen", sagte Jianzhe Gu, Praktikant bei HCII.


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