《電子技術(shù)應(yīng)用》
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迪斯尼研發(fā)出讓任何形狀3D打印對象保持平衡的方法

2016-10-08

  對于一位追求完美的3D建模者來說,最大的痛苦莫過于設(shè)計出一個滿意的3D打印模型之后卻發(fā)現(xiàn)它根本沒法在桌面上站立起來。在此之前,你要達(dá)到這一目的,要么改變設(shè)計,要么就干脆給它加個底座,而所有這些都意味著您的設(shè)計空間受到了限制。

  不過現(xiàn)在好了,迪斯尼(Disney)公司那幫喜歡鉆研稀奇古怪問題的科學(xué)家們開發(fā)發(fā)出一種獨特的方法,通過將一顆金屬球軸承嵌入3D打印的雕像內(nèi)部來幫助它們保持平衡。

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  據(jù)了解,這幫科學(xué)家還就這個主題發(fā)表了一篇論文,題目就是《帶可移動模型的3D模型的平衡(Balancing 3D Models with Movable Models)》。目前科學(xué)家們正在此基礎(chǔ)之上開發(fā)相應(yīng)的實際應(yīng)用,不過據(jù)稱很快就會有具有相關(guān)功能的軟件出現(xiàn)。

  借助這款軟件,您只需簡單的算法就能按照自己希望的方式來呈現(xiàn)自己的塑像。為了證明這個方法的有效性,迪斯尼還3D打印出了一只跳霹靂舞的泰迪熊像,這個形狀不規(guī)則的塑像在體內(nèi)兩個不同的腔的幫助下,可以以六種不同的姿勢站立。它這聽起來很似乎很簡單,但是實際上是一些復(fù)雜的數(shù)學(xué)原理在發(fā)揮作用,簡單地說,就是兩個大小不同的腔通過相互作用,可以使物體的重心發(fā)生變化。

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  “通過其內(nèi)部嵌入的可移動質(zhì)量,我們就具備了滿足多個平衡目標(biāo)的獨特能力。”該研究團(tuán)隊解釋說:“根據(jù)模型的姿態(tài)不同,這些質(zhì)量會在不同的地方,從而 導(dǎo)致整個對象的質(zhì)量中心也會發(fā)生變化?!?/p>

  您希望自己3D打印的小人像做倒立、或單腿站立?沒問題!塑像內(nèi)部的球軸承將會把重心分配到正確的地方,因此您不用擔(dān)心它的平衡問題。而且這種方法也可以確保模型完美地立在水中(見下圖)。

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  而那些帶有移動部件的模型則會根據(jù)其含有金屬球部分的位置不同而出現(xiàn)新的變化。比如下圖中“扛著木頭的小矮人”,當(dāng)它的上半身向左的時候會站得穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng),但如果把它的上半身移到右邊的時候,它卻會歪倒。

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  不過好在所有計算的活兒都會由軟件幫您來完成,您只需要考慮這個塑像怎么樣浮在水上(站在桌面上/掛在項鏈上)最好看就行了。確定了這些,系統(tǒng)就會計算出需要多少球軸承以及它們需要放在什么位置等。

  不過需要提醒的是,現(xiàn)在的3D打印機(jī)是不能為您塞入球軸承的,所以您需要在適當(dāng)?shù)臅r候暫停打印,把球塞到腔內(nèi),再讓打印機(jī)繼續(xù)工作。此外,迪斯尼的研究人員也正在研究往塑像內(nèi)部填充液體或者砂,使其具有其它有趣的特性。


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