Новый инструмент наделяет объекты трехмерной печати структурной прочностью

У объектов, созданных с использованием трехмерной печати, есть один общий недостаток: они хрупкие, часто разваливаются и теряют форму.

«У меня в офисе — целый зоопарк из сломанных трехмерных печатных объектов», сказал доцент компьютерной графики Бедрич Бенес из университета Пурдю.

Печатные изделия, созданные методом трехмерной печати, нередко разрушаются в точках наивысшего напряжения.

„Можно онлайн создать трехмерный объект, распечатать его с помощью трехмерного принтера и заплатить 300 долларов, но доставку изделие, скорее всего, не перенесет“, заявил старший менеджер Радомир Меч из Advanced Technology Labs компании Adobe.

Трехмерные принтеры создают формы слой за слоем из различных материалов, включая металлы и пластиковые полимеры. Учитывая, что промышленность использует трехмерную печать в быстром прототипировании в течение примерно 15 лет, последние инновации сделали технологию практичной для более широкого применения.

„Теперь трехмерная печать повсюду“, сказал Бенес. „Представьте, что вы увлечены своим хобби, и у вас есть старинная модель поезда. Запчасти для нее больше не производятся, но их спецификацию можно загрузить из интернета, чтобы сделать самостоятельно на трехмерном принтере“.

Недавний рост популярности трехмерной печати происходил вследствие бума в области компьютерной графики и существенном сокращении стоимости трехмерных принтеров: теперь на трехмерный принтер цена значительно ниже, чем раньше.

Ученые из университета Пурдю и лаборатории Adobe совместно разработали программу, которая автоматически придает объектам прочность еще до печати.

„Программа управляет структурным анализом, находит проблемные места и автоматически выбирает одно из трех возможных решений“, сказал Бенес.

Результаты детально представлены в ходе доклада на конференции SIGGRAPH 2012, которая проходила в августе. Постдокторант Ондрей Става создал программное приложение, которое автоматически укрепляет объекты, либо увеличивая толщину ключевых структурных элементов, либо добавляя распорки. Инструмент использует и третью возможность, сокращая напряжение на структурные элементы за счет уменьшения нагрузки путем сокращения веса наиболее грузных деталей.

„Мы не только делаем объекты более качественными структурно, но и удешевляем их стоимость“, отметил Меч. „Так, мы продемонстрировали снижение веса и стоимости на 80 процентов“.

Новый инструмент автоматически определяет места, за которые предмет будут брать руками. Программа анализирует объект, используя специальную модель. Для этого требуется меньше компьютерной мощности, чем для традиционных инструментов трехмерного моделирования, которые используются в высокоточном исполнении, таком как проектирование лопастей турбин реактивных двигателей.

„Трехмерная печать не должна быть настолько точной, а потому мы разработали собственную программу структурного анализа, которая не столь щепетильна в вопросах точного соответствия“, заявил Бенес.

Будущее исследование может сосредоточиться на лучшем понимании того, как на структурную прочность влияет слоистая природа трехмерных печатных изделий. Исследователи также могут расширить алгоритмы, чтобы включить в возможности трехмерных принтеров создание печатных объектов, содержащих движущиеся детали.

19.09.2012