Sebuah tim peneliti yang berbasis di Carnegie Mellon University telah menggunakan teknologi pencetakan 3D untuk menciptakan berbagai objek 3D lipat yang mengesankan. Metode pencetakan 3D Thermorph mereka mengeksploitasi kelemahan umum dalam pencetakan 3D, yang melengkung pada objek plastik setelah dicetak. Hal ini memungkinkan tim untuk menggunakan printer FDM 3D desktop yang relatif dasar untuk membangun objek lipatnya sendiri, membuat pendekatan mereka jauh lebih terjangkau daripada pendekatan serupa untuk 3D printing self-folding “4D” objek yang telah dikembangkan di masa lalu.

cmu-scientists-create-self-folding-materials-using-cheap-desktop-3d-printer-1

Ketika sebuah objek dicetak 3D, akan ada sisa tegangan tersisa di dalam strukturnya dari proses. Ketika objek mendingin, stres ini hilang dengan cara yang membuat kontrak termoplastik, mengarah ke ujung dan permukaan yang melengkung. Teknik Thermorph bekerja dengan tepat mengendalikan proses ini, memvariasikan kecepatan di mana bahan termoplastik disimpan dan menggabungkan bahan rawan warp dengan bahan seperti karet yang menahan kontraktur.

Benda-benda dicetak datar, dan kemudian ditempatkan ke dalam air panas untuk memicu proses warping yang terkontrol. Dengan cara ini benda-benda datar dapat berubah menjadi sejumlah objek 3D yang berbeda dengan bentuk yang ditentukan dalam fase desain. Contoh yang telah dibuat oleh tim sejauh ini termasuk kelinci, mawar, dan perahu. Bentuk geometris yang mereka cetak sering memiliki hingga 70 wajah.

 

Sistem pencetakan 3D yang digunakan tim untuk struktur Thermorph adalah yang dasar, tetapi mereka menggunakan perangkat lunak canggih yang mereka buat khusus untuk tugas ini. Mengganti kode sumber terbuka printer, mereka menerapkan program yang secara otomatis dapat menentukan kecepatan cetak tepat dan pola 3D yang diperlukan untuk mencapai sudut pelipatan tertentu dan mewujudkan bentuk tertentu.

“Perangkat lunak ini didasarkan pada teori kurva-lipat baru yang mewakili gerakan melengkung dari daerah lengkung”, kata Byoungkwon An, seorang afiliasi penelitian di Institut Interaksi Manusia-Komputer Carnegie Mellon. “Perangkat lunak yang didasarkan pada teori ini dapat mengkompilasi bentuk 3D mesh sembarang ke lembar termoplastik terkait dalam beberapa detik tanpa campur tangan manusia.”

cmu-scientists-create-self-folding-materials-using-cheap-desktop-3d-printer-2

Tim percaya bahwa pendekatan Thermorph mereka dapat menghemat antara 60 dan 87 persen dari waktu pencetakan yang diperlukan untuk semua bentuk yang mereka uji dalam studi mereka. Sejauh ini hanya ditunjukkan pada objek yang lebih kecil, tetapi di masa depan dapat ditingkatkan untuk memiliki banyak aplikasi yang berguna untuk sejumlah bidang yang berbeda. Produk-produk seperti furnitur flat-pack dapat dicetak 3D dengan cara yang memungkinkan mereka dengan cepat mengasumsikan bentuk terakhir mereka dengan bantuan senapan panas. Tempat penampungan darurat juga bisa dikirimkan rata dan kemudian dilipat ke dalam bentuk yang sesuai di bawah kehangatan matahari. Biaya dan kecepatan teknik ini bisa berguna untuk mencetak prototipe atau bagian yang tidak penting, seperti cetakan untuk lambung kapal dan produk fiberglass lainnya.

cmu-scientists-create-self-folding-materials-using-cheap-desktop-3d-printer-3

Thermorph adalah upaya kolaborasi, dan para peneliti CMU bekerja dengan para peneliti dari Universitas Zhejiang, Universitas Syracuse, Universitas Aizu, dan TU Wien. Lining Yao, asisten profesor di CMU’s Human Interaction Institute dan direktur Morphing Matter Lab, akan mempresentasikan penelitian di CHI 2018, Konferensi Faktor Manusia dalam Sistem Komputasi. Ini diadakan 21-26 April di Montreal, Kanada.

Facebook Comments

Leave a Reply