Es gibt einige sehr interessanteForschung am Hasso-Plattner-Institut zur 3D-Druck von Metamaterialien.. Normalerweise entstehen komplexe mechanische Eigenschaften durch die Montage von Komponenten aus verschiedenen Materialien; im Gegensatz dazu erhält ein Metamaterialobjekt seine Eigenschaften innerhalb eines einzelnen Teils unter Verwendung eines einzigen Materials ohne Montage. Ihre Arbeit konzentriert sich auf die Verwendung eines deformierbaren Zellmusters, von dem sie sagten, dass es mit ABS und PLA funktionieren würde, aber alle ihre Demos werden mit Ninja

Um die Machbarkeit der Kombination von Steifigkeit und Verformbarkeit zu testen, habe ich ein einfaches Design für Metamaterial-Zangen mit langem Maulteil erstellt. Die schwarzen Zangen, die in ABS gedruckt wurden, kopieren das von ihnen verwendete Metamaterial-Zellendesign, aber das ABS erwies sich als zu steif; die Maulpartie bewegte sich kaum, bevor das ABS zu reißen begann. Bei meinem zweiten VersuchHier ist ein Video von PLA HingePliers, die die NinjaFlex-zellbasierte Metamaterial-Version aufheben.). Update: Seit dem 7. Februar 2017 hat das Hasso-Plattner-Institut_HCI gepostet.ihr Design auf Thingiverse.

Eine mögliche Lösung besteht darin, unterschiedliche Materialien für die deformierbaren und starren Teile zu verwenden; dieser Ansatz wurde verwendet inDing 1388783. Allerdings erfordert das eine Montage oder eine doppelte Extrusion... und das resultierende Werkzeug ist eindeutig kein Metamaterial.

Unser Trick besteht darin, ein einziges, ziemlich steifes Material zu verwenden und die deformierbaren und starren Bereiche so zu gestalten, dass sich beim Betrieb keine schädlichen Spannungen zwischen ihnen entwickeln. Das Ergebnis ist mein HingePliers-Design, das hier veröffentlicht ist. Dieser Mechanismus wird nicht einfach "gedruckt und zusammengebaut" ohne Stützen -- er istBuchstäblich ein Stück Material und es hat nicht einmal irgendwelche strukturellen Spannweiten!(Technisch gesehen hat das in die Unterseite eingeprägte Logo der University of Kentucky winzige Spannungen, aber das sollte nicht wirklich zählen.) Das zentrale Scharnier verwendet 45-Grad-Winkel, um Spannungen zu vermeiden, und die Feder, die sich harmlos in den freien Raum deformiert (anstatt gegen ein starres Teil), verbindet die beiden Griffe, so dass das gesamte Gerät buchstäblich ein Objekt aus einem homogenen Material

Druckeinstellungen

Drucker-Marke:

MakerGear

Drucker:

M2

Flöße:

Nein.

Unterstützt:

Nein.

Auflösung:

0,25 mm

Füllmaterial:

25 %

Hinweise:

Ein sehr einfacher Druck ohne Stützen, der weniger als eine Stunde zum Drucken benötigt und weniger als 20 g PLA verbraucht. Fast jedes Material kann verwendet werden, aber PLA ist eine der besseren Optionen, um die Steifigkeit der Nase mit der Flexibilität der Feder auszugleichen. Ich habe wie üblich blaues PLA auf einem beheizten Glasbett verwendet. Ich würde nicht empfehlen, mit weniger als 25 % Füllung zu drucken

Post-Druck

Dieser Teil sollte keinen Rand benötigen, aber der Nasenbereich der HingePliers wird sehr dünn, also habe ich ein rechteckiges Pad als teilweisen Rand integriert, um zu verhindern, dass dieser Teil während des Druckens aufsteht. Dieses Pad muss nach dem Drucken entfernt werden; einfach abschneiden und vielleicht die Kante mit ein paar Durchgängen einer Feile reinigen.

Es sollte selbstverständlich sein, dass Sie diese Zangen leicht brechen können, wenn Sie zu viel Kraft anwenden; diese sind nur für relativ sanfte Arbeiten nützlich. Allerdings scheint ein normaler Betrieb keinen messbaren Verschleiß zu verursachen, und sie sind effektiv beim Aufnehmen und Platzieren von kleinen Teilen usw. Das Drucken mit einer höheren Füllung in anderen Materialien, wie z. B. PLA mit hoher Temperatur oder PLA aus Edelstahl, kön

Wie ich das entworfen habe

Dies ist nur ein erstes Experiment im Metamaterial-Design für Professor Dietz' Forschungslabor für Computertechnik an der University of Kentucky (besser bekannt alsAggregate.Org). Unser Ziel hier ist wirklich nicht nur, interessante Metamaterialstrukturen zu schaffen, sondern die zugrunde liegenden Prinzipien halbautomatisch nutzbar zu machen, um neue Designs zu erstellen... was etwas ist, was die Leute bei derHasso Plattner InstitutEs scheint, dass sie sehr gut mit ihrer Zellbibliothek und einem Design-Tool gearbeitet haben, das Betriebsdeformationen simulieren kann. Obwohl wir derzeit nur eine STL-Datei veröffentlichen, wurden die hier gezeigten Designs als parametrischer OpenSCAD-Code erstellt, den wir hoffentlich in eine allgemeinere Metamaterial-Design-Tool-Unterstützung weiterentwickeln werden; für uns ist dies wirklich der erste Schritt zur Kombination von Metamaterial-KonHingeBox(Obwohl diese Scharniere vertikal schwenken, während das Scharnier hier horizontal funktioniert).

Das Prinzip, das unsere HingePliers demonstriert, ist, dass man effektivere Metamaterialien herstellen kann, indem man größere, komplexere, spezialisierte Strukturen anstelle von sich wiederholenden Strukturen aus einer kleinen Bibliothek von Zellentwürfen mit fester Form verwendet. Die verschiedenen Herstellbarkeitsbeschränkungen für 3D-druckbare Metamaterialstrukturen machen diese Art von Design wirklich schwierig. Z

Kategorie: Handwerkzeuge