Projektuj urządzenia zabawowe dla dzieci, aby przetestować drukowanie 3D i oprogramowanie wirtualnej rzeczywistości

W pracy zatytułowanej "Projektowanie urządzeń do zabaw z VR i drukowaniem 3D" autor Christian Knaapen twierdzi, że rzeczywistość wirtualna jest niezbędna przy projektowaniu obiektów w 3D. Mówi w programach CAD, że istnieje rozłączenie pomiędzy obiektem 3D na ekranie 2D a ostatecznym obiektem, którym można chodzić i wchodzić w interakcje - stąd konieczność wirtualnej rzeczywistości. Jednak konwersja modeli wykonanych w rzeczywistości wirtualnej na wydruki 3D nie jest prosta, ponieważ wydruki 3D muszą pokazywać szereg pożądanych właściwości. Właściwości te obejmują:

W swoim projekcie Knaapen wdraża program, który analizuje te właściwości na modelach wykonanych w rzeczywistości wirtualnej. Jest to pierwszy program do analizy druku 3D, mówi, że działa w wirtualnej rzeczywistości.

Aby przetestować program, Knaapen poprosił 35 dzieci w lokalnej szkole o zaprojektowanie wyposażenia placów zabaw w Google Blocks, po czym modele zostały przeanalizowane i wydrukowane w 3D. Dzieci pracowały w grupach od dwóch do trzech, tworząc łącznie 16 grup. Projekt składał się z trzech sesji: w pierwszej dzieci zostały wprowadzone do Google Blocks i zaczęły projektować swój sprzęt do zabaw. Skończyli projekty w drugiej sesji, a podczas trzeciej sesji wykorzystali program Knaapena do analizy własnych modeli. Projekty zostały następnie wydrukowane w 3D i przetestowane pod kątem pożądanych właściwości, a zwycięski projekt wybrano jako CD3D .

wydruki zostały przetestowane pod kątem połączenia, równowagi i siły. Łączność została przetestowana poprzez sprawdzenie, czy nadruk pozostał w jednej części po usunięciu wsporników, a równowagę sprawdzono, umieszczając wydruk na płaskiej powierzchni w orientacji, w której został zaprojektowany, i sprawdzając, czy pozostawał on w pozycji pionowej. Wytrzymałość została przetestowana poprzez wykonanie testów upuszczenia z wysokości 75 centymetrów (wysokość standardowego stołu) na twardą powierzchnię. Jeżeli wydruk nie pękł lub nie odkształcił się wyraźnie, uznano, że jest wystarczająco mocny do codziennego użytku.

13 modeli zostało połączonych i nie rozpadło się po zdjęciu podpór. 14 przeszło test równowagi, a siedem przeszło test wytrzymałości.

"Możemy porównać te wyniki z przewidywaniami analiz naszego programu," mówi Knaapen. "Robimy to osobno dla każdej nieruchomości, jak widać w tabeli 5.3. Analiza połączeń poprawnie przewidywała wynik w 92,9% przypadków, w których jednorazowe niepoprawne przewidzenie było spowodowane dokładnością druku i wąskimi obszarami. Myzauważ, że analiza bilansu poprawnie przewidywała wszystko. Mimo to nie możemy stwierdzić, że jest idealny, biorąc pod uwagę wielkość próby. Musimy przetestować nasz program tylko na 16 modelach, co oznacza, że ​​mogą występować przypadki skrajne, w których ta funkcja nie jest wystarczająca. Analiza wytrzymałości pokazuje pewne problemy i poprawnie przewiduje siłę druku fizycznego tylko w 50% przypadków. Ponadto w przypadkach, w których przewidywał on problemy z siłą, często nie przewidywał, która część modelu byłaby słaba poprawnie, co widać na rysunku 5.10. "

Konieczne są dalsze badania, konkluduje Knaapen Projekt był pierwszym dobrym krokiem w zrozumieniu tego, co trzeba zrobić, aby przekonwertować modele stworzone w rzeczywistości wirtualnej na wydruki 3D. Chociaż nie było to celem eksperymentu, był to również świetny sposób na wprowadzenie dzieci do druku 3D i rzeczywistości wirtualnej, pozwalając im zaprojektować własny sprzęt do zabaw.