 Технология, лежащая в 3-D печати, продолжает расти и становиться более распространенной, но для способности создавать проекты, это не так. Любые конструкции, кроме самых простейших, требует знания компьютерных приложений CAD, и даже для специалистов процесс проектирования является очень трудоемким.
Исследователи из Массачусетского технологического института и Междисциплинарного центра Герцлии в Израиле разработали новую систему, которая автоматически превращает CAD-файлы в визуальные модели, которые пользователи могут изменять в режиме реального времени, просто перемещая виртуальные ползунки на веб-странице. После того, как конструкция отвечает спецификациям пользователя, он или она нажимает кнопку печати, чтобы отправить ее на 3-D принтер.
Для пользователя CAD, модификация конструкции означает изменение числовых значений в полях ввода и последующего ожидания в течение минуты, пока программа пересчитывает геометрию ассоциированного объекта.
Как только проект будет завершен, он должен быть проверена с помощью программного обеспечения для моделирования. Для конструкций, предназначенных для 3D принтеров, соблюдение спецификаций печатников является одним из таких испытаний. Но дизайнеры, как правило, также проверяют свои проекты на структурную стабильность и целостность. Эти тесты могут занять от нескольких минут до нескольких часов, и они должны быть повторяться каждый раз при изменениях в конструкции.
Исследователи пытаются превратить визуальный дизайн в нечто, что новички могут сделать в режиме реального времени. Они представили в августе свою новую систему, получившую название «Fab Forms».
Fab Forms начинается с дизайна, созданный с помощью опытного пользователя CAD. Затем система проходит через широкий диапазон значений параметров дизайна - значений, которые пользователь CAD, как правило, меняют вручную. Система вычисляет расчет геометрии и хранит его в базе данных.
Для каждой из этих геометрий, система также проводит ряд тестов, указанных дизайнером, и вновь сохраняет результаты. Весь процесс занимает сотни часов на одном компьютере, но в своих экспериментах, исследователи распределили задачи между серверами в облаке.
В своих экспериментах исследователи использовали восемь проектов, в том числе обувь на высоких каблуках, шахматы, игрушечные автомобили, и кружку кофе. Система собрала достаточно количество значений конструктивных параметров, чтобы предложить хорошее приближение всех доступных вариантов, но это число колеблется в зависимости от дизайна. В некоторых случаях, оно составляло всего лишь несколько тысяч образцов, но и в других оно достигало сотни тысяч. Исследователи также разработали некоторые умные методы, чтобы использовать сходство вариаций дизайна для сжатия данных, но наибольшее крупный набор данных потребовал 17 гигабайт памяти.
Наконец, система генерирует пользовательский интерфейс, веб-страницу, которая может быть открыта в обычном браузере. Интерфейс состоит из центрального окна, которое отображает 3D модель объекта, и группы ползунков, которые изменяют параметры проектирования объекта. Система автоматически отсеивает все значения параметров, которые приводят к непечатным или нестабильным конструкциям, поэтому ползунки ограничены действующими конструкциями.
Перемещение одного из ползунков (изменение высоты каблука обуви, или ширину основания кружки) проходит через визуальные изображения связанных геометрий, представленных в реальном времени, что в противном случае потребовали бы несколько часов для вычисления с помощью CAD программы. Плотность образцов настолько высока, что они выглядит непрерывным для пользователя.
Если, однако, пользователь с острыми глазами хочет выбрать значение для параметра, который располагается между двумя образцами, хранящимися в базе данных, система может вызвать программу CAD, рассчитать соответствующую геометрию, а затем запустить тесты на ней. Это может занять несколько минут, но к этому моменту, пользователь будет иметь хорошее представление о том, как окончательный проект должен выглядеть.
|
