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3D打印和激光切割:制造形状变化的显示器的新方法

摘要: Aluna Everitt最近向兰开斯特大学科学技术学院提交了她的论文“ 用于变形显示的设计和开发的数字制造方法 ” 。为了在可变形表面上获得更好的成功,Everitt探索了3D打印和激光切割的用途。随着技术在全球范围内的不 ...

Aluna Everitt最近向兰开斯特大学科学技术学院提交了她的论文“ 用于变形显示的设计和开发的数字制造方法 ” 。为了在可变形表面上获得更好的成功,Everitt探索了3D打印和激光切割的用途。

随着技术在全球范围内的不断进步,可变形的显示只是通过切实的交互等功能使用户的生活变得更轻松的要素之一,从而增强了以下功能:

动态美化
地形建模
建筑设计
物理网真
对象操纵
通过机械执行器起作用,可变形的显示器允许通过编程(以动态物理形式编码数据的形式)使特定表面变形。

Everitt表示:“可联系性是数据物理化的关键方面,物理制品的形式通常可以通过触摸来感知。” “这些物理数据表示通常鼓励直接交互以创建引人入胜的用户体验。”

作者不仅关注变形显示器的使用,而且关注各个级别的用户如何利用数据物理化为自己创建它们。随着可访问性和可负担性在3D打印领域中越来越多地出现,诸如变形显示之类的系统变得更加可能-尤其是具有可重复使用的零件,易于安装的基本硬件以及易于设计和生产的设计,从而鼓励了用户。


基于本文每章中提出的制造方法开发的原型示例。从第3章中的传统引脚阵列转移到第4章中使用较少线性致动器的半固态激光切割两层表面,再到第5章中的单层3D打印可变形表面,最后到多材料可变形表面在第6章中具有嵌入式交互和可视化功能。

然而,埃弗里特强调,研究界必须知道在这些“新型硬件系统”中使用什么类型的数据。通过更深入地了解适用于哪些类型的数据,作者还意识到,他们将能够将这种系统用于各种显示器,其中许多显示器今天仍处于原型模式,被视为“新颖而非实际使用”。案例。” 该技术仅限于可变形的显示器,有形界面,物理用户界面,数据物理化和可变形用户界面。


Ullmer和Ishii(2000)最初提出了GUI(A)和TUI(B)的标准化交互模型。

该领域的挑战仍然包括可访问性,以及从创建原型到提供更好的设计感以及提供更好的工具包的能力,以便用户可以轻松实现每个系统所需的所有细节。

Everitt解释说:“缩小设备的外形尺寸并确保高分辨率的形状输出是该领域当前面临的另一项技术挑战。” “最小重量的小型执行器的可用性仍然受到限制,并且成本很高。

“形状变化的界面也越来越多地从刚性形式过渡到柔性和可拉伸的甚至是漂浮的形状。”

随着3D打印在全球范围内的越来越多的用户中变得越来越流行,新的织物和纺织品成为可能。对于本论文,作者研究了作为连续表面的3D打印面板,该面板能够根据整体设计适应流体或刚性,并且最终还有助于改变形状的显示。

相互连接的表面显示出对促动器的需求减少,具有水平力促动,潜在的嵌入零件以及有关流动性和刚度的持续特性-“以圆柱,椭圆形和隧道形式呈现”。透明树脂可以在3D打印过程中使用,也可以改善可视化效果。


互连面板的基本3D模型(A)和3D打印(B),以及制造的可变形显示示例(CE)。


表面的底侧。互连的三角形面板3D打印(FDM),带有红色细丝–面板21×19mm,互连宽度4mm(A);具有透明树脂的SLA –面板20×17mm,互连宽度3mm(B)。3D模型源[106]。

诸如激光切割之类的减法技术也是本文的重点,它可以实现快速生产,但存在二维限制的缺点。但是可以将单页纸设计用于制造3D对象。但是需要组装,以及“将3D设计映射到零件的2D层”。
激光切割的其他挑战包括需要学习此类技术知识的个人所需的更多支持,以及不可否认的事实是,激光切割仍然是一种“利基技能”。但是,它今天在雕刻,创建时尚多彩的系列以及创新和开发新的设计准则等项目中受到众多多方面用户的欢迎。

展示了具有多种材料功能的FDM 3D打印完全支持交互式和可变形表面的制造。在使用诸如激光切割的技术时,也可以更快地设计原型,而无需额外的硬件。

作者总结说:“通过设计进行研究的方法还强调,快速原型设计可以帮助研究人员和设计人员迭代地完善和开发新的硬件系统,这些硬件系统既可以满足功能要求,又可以开发出更有意义的用户体验。”

“即使是业余爱好者和制造者社区成员,也有可能使用可商购的材料和设备来重新创建这些制造方法。特别是,通过使用低成本材料来支持可访问的制造,这些材料可以从商业上购买并且广泛使用(例如,斯潘德克斯纤维和FDM灯丝)。”


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本文作者
2020-3-3 15:11
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