Dynablock: stampe 3D che si assemblano e si smontano in pochi secondi

In un documento intitolato ” Dynablock: stampa 3D dinamica per formazione di forme istantanee e ricostruibili “, un gruppo di ricercatori guarda alla stampa 3D in un modo nuovo. “Dynamic 3D Printing” è descritto come un processo che “assembla una forma tridimensionale arbitraria da un gran numero di piccoli elementi fisici.” Combina le funzionalità della stampa 3D e dei display di forme, in quanto può generare “abritrary e graucable” Forme 3D mentre consente di formattare e riformare rapidamente le forme. Dynablock è il prototipo dei ricercatori di una stampante 3D dinamica e può formare una forma 3D in pochi secondi assemblando 3.000 blocchi da 9 mm.

I ricercatori descrivono la loro visione della stampa 3D come mezzo interattivo. L’idea è che la stampante 3D impiega solo pochi secondi per assemblare un oggetto, che può quindi essere altrettanto rapidamente smontato e i componenti utilizzati per formare qualcosa di nuovo.

“Ad esempio, una tale stampante 3D potrebbe essere utilizzata in un’applicazione Realtà Virtuale o Realtà Aumentata per formare dinamicamente un oggetto o un controller tangibile per fornire feedback tattile e coinvolgere fisicamente gli utenti”, suggeriscono i ricercatori.
Altre applicazioni potrebbero includere modelli educativi per bambini, come modelli molecolari o architettonici, o mezzi per i progettisti di mostrare un prodotto ai clienti e modificare in modo interattivo il design del prodotto mentre i clienti guardano.

“In questa visione, la stampa 3D dinamica è un ambiente in cui l’utente pensa, progetta, esplora e comunica attraverso la rappresentazione fisica dinamica e interattiva”, affermano i ricercatori.
Il loro design per la stampa 3D dinamica coinvolge due componenti chiave: un assemblatore parallelo e un meccanismo rapido di connessione e disconnessione. Prendendo ispirazione dalla stampa 3D DLP, il loro metodo di assemblaggio forma interi livelli in parallelo anziché assemblare ogni singolo elemento in sequenza. Un rapido metodo di connessione e disconnessione consente ai livelli di essere rapidamente impilati in una forma stabile.

Le forme di Dynablock sono realizzate con blocchi da 9 mm, che si collegano a blocchi vicini con magneti incorporati. L’hardware utilizza un display di forma a 24 pin 16 come assemblatore parallelo. 3.072 blocchi sono impilati in cima al display di forma, e i perni motorizzati spingono verso l’alto i blocchi per assemblare l’oggetto strato per strato. Mentre i blocchi vengono spinti verso l’alto e fuori dall’assemblatore, si collegano con i loro vicini tramite i magneti, formando un oggetto. A causa delle connessioni magnetiche verticali più deboli, i blocchi possono disconnettersi verticalmente per formare sporgenze. Il processo richiede solo pochi secondi e gli oggetti possono essere disassemblati per crearne di nuovi.

Quattro proprietà sono date per la stampa 3D dinamica: è immediata, ricostruibile, forma forme arbitrarie e forma oggetti catturabili. Vengono anche citate quattro sfide: risoluzione, velocità, scalabilità e stabilità. I ricercatori descrivono in dettaglio come hanno costruito l’assemblatore parallelo e il meccanismo di connessione e disconnessione, tenendo presenti le proprietà e le sfide.

Descrivono anche alcune potenziali applicazioni, come un’idea intrigante per un libro di testo interattivo. Uno studente potrebbe leggere un libro di testo che spiega l’aerodinamica di un aeroplano. Lo studente quindi spingerebbe un pulsante “render” e il libro genererebbe immediatamente un modello di un aereo. Questa è solo una delle tante idee che la stampa 3D dinamica potrebbe essere utilizzata per implementare. Il sistema è attualmente solo un prototipo e i ricercatori sottolineano diverse aree per ulteriori lavori e miglioramenti, ma il framework è forte per un nuovo metodo diverso di stampa 3D.

“In futuro, immaginiamo che una stampante 3D dinamica possa diventare un mezzo interattivo, in cui l’utente può pensare, progettare, esplorare e comunicare attraverso la rappresentazione fisica dinamica e interattiva”, concludono i ricercatori.
Gli autori del documento includono Ryo Suzuki, Junichi Yamaoka, Daniel Leithinger, Tom Yeh, Mark D. Gross, Yoshihiro Kawahara e Yasuaki Kakehi.

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