Los investigadores de la Universidad Carnegie Mellon han utilizado una impresora 3D de bajo costo para producir artículos de plástico planos que, cuando se calientan, se pliegan en formas predeterminadas, como una rosa, un bote o incluso un conejito.
Lining Yao, profesor asistente en el Instituto de Interacción Humano-Computadora y director del Laboratorio de Materia Morphing, dijo que estos objetos plásticos plegables representan un primer paso hacia productos como muebles de paquete plano que asumen sus formas finales con la ayuda deuna pistola de calor. Los refugios de emergencia también pueden enviarse planos y plegarse en forma bajo el calor del sol.
Los materiales auto plegables son más rápidos y más baratos de producir que los objetos sólidos en 3D, lo que hace posible reemplazar piezas no críticas o producir prototipos utilizando estructuras que se aproximan a los objetos sólidos. Los moldes para cascos de barcos y otros productos de fibra de vidrio pueden producirse de manera económica utilizandoestos materiales.
Yao presentará la investigación de su grupo sobre este método, al que llama Thermorph, en CHI 2018, la Conferencia sobre Factores Humanos en Sistemas de Computación, del 21 al 26 de abril en Montreal, Canadá.
Otros investigadores han explorado materiales auto plegables, pero típicamente han usado materiales exóticos o dependían de técnicas de procesamiento sofisticadas que no están ampliamente disponibles. Yao y su equipo de investigación pudieron crear una estructura auto-plegable usando el tipo menos costoso de 3-Dimpresora, una impresora FDM, y al aprovechar la deformación, un problema común con estas impresoras.
"Queríamos ver cómo el autoensamblaje podría hacerse más democrático, accesible para muchos usuarios", dijo Yao.
Las impresoras FDM funcionan colocando un filamento continuo de termoplástico fundido. Estos materiales contienen tensión residual y, a medida que el material se enfría y se alivia la tensión, el termoplástico tiende a contraerse. Esto puede provocar bordes y superficies deformadas.
"La gente odia la distorsión", dijo Yao. "Pero hemos tomado esta desventaja y la hemos aprovechado".
Para crear objetos plegables, ella y su equipo controlan con precisión este proceso variando la velocidad a la que se deposita el material termoplástico y combinando materiales propensos a la deformación con materiales similares al caucho que resisten la contractura.
Los objetos emergen de la impresora 3-D como plástico duro y plano. Cuando el plástico se coloca en agua lo suficientemente caliente como para volverlo suave y gomoso, pero no lo suficientemente caliente como para derretirlo, se inicia el proceso de plegado.
Aunque utilizaron una impresora 3D con hardware estándar, los investigadores reemplazaron el software de código abierto de la máquina con su propio código que calcula automáticamente la velocidad de impresión y los patrones necesarios para lograr ángulos de plegado particulares.
"El software se basa en la nueva teoría de plegado de curvas que representa los movimientos de bandas del área curva. El software basado en esta teoría puede compilar cualquier forma de malla tridimensional arbitraria en una hoja termoplástica asociada en pocos segundos sin intervención humana", dijoByoungkwon An, un afiliado de investigación en HCII.
"Es difícil imaginar que esto se haga manualmente", dijo Yao.
Aunque estos primeros ejemplos están a escala de escritorio, parece factible hacer objetos plegables más grandes.
"Creemos que el algoritmo general y los sistemas de materiales existentes deberían permitirnos eventualmente hacer objetos plegables grandes y fuertes, como sillas, barcos o incluso satélites", dijo Jianzhe Gu, pasante de investigación de HCII.
Video: http://vimeo.com/265829811
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Carnegie Mellon . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :