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研究人员希望通过定制网络制造来释放创造力

在工业革命之前,定制产品是由高技能的个人手工制作的。今天大多数人家里的基本用品都非常昂贵,被认为是奢侈品,因为仅仅制造一件就需要时间和技术。工业革命带来的是批量生产相同产品的能力。结果呢?一种产品可以在短时间内生产数百万件,提高了可用性,降低了消费者的成本。

IMG 9049德州农工大学机械工程系和可视化系的研究人员想要更进一步,利用折纸和kirigami制造背后的技术,进行定制网络制造。目标是让非制造商能够设计和定制产品,如椅子、灯和桌子,供自己使用。

当人们听到“折纸”这个词时,首先想到的通常是由一张纸折叠多次制成的华丽图形。折纸制作的基本理念是一样的。制造商首先将一块平板材料(金属或某种聚合物)放在一台装有机器人的机器中,机器人可以将其折叠成所需的形状。有些机器可以利用重力来折叠材料,扭曲和旋转,使其朝着特定的方向弯曲。kirigami机器具有切割和折叠材料的能力。目前,这种方法只用于一些精选的大型部件,但尚未用于为公众制造商业产品。

制造系统研究所联合主任、副系主任、德州农工大学机械工程霍德雷奇/保罗教授Arun Srinivasa博士说:“它使普通人能够发挥他们的想法,定制出和他们在商店买到的一样好的东西。”

这种类型的技术最需要在矫形领域,如腿和手腕的支架。大量生产的牙套都是以同样的方式制作的,并不是为每个患者量身定制的,这可能会使它们佩戴起来非常不舒服。通过定制的网络制造,不舒服的牙套将不再是一个问题,因为患者可以根据他们的手腕或腿的形状定制牙套。这种技术有潜力制造商业消费品,如珠宝、灯罩、盒子或任何中空或类似外壳的东西。

除了它的多功能性,定制网络制造还可以帮助开辟制造业领域的就业机会。据斯里尼瓦萨介绍,网络制造工作可以让操作机器的人设计出他们产品的样子。技术与创造力的结合不仅会吸引工程师,也会吸引非工程师。定制网络制造还将机器操作员从切割和折叠等日常工作中解放出来,因为机器有能力在物体完美折叠时通知他们。

有些人可能会问:“为什么要经历这一切?难道3d打印不能完成同样的事情吗?”答案是否定的。3d打印和折纸制造非常相似,但各自都有自己的能力和优势。例如,3d打印并不是制造我们日常使用的薄而贝壳状定制产品的最佳方式。3d打印机制造的物体是由电力沉积而成的,最终产品是固体的。它们非常多才多艺,可以做出许多复杂的形状,但速度很慢,很难做出细长的或东西的部件。折纸制作也更高效,更快,成本更低。3d打印机制造一个物体需要近3个小时,而折纸打印机制造同一个物体只需要3分钟。

研究人员正在建造一台大型折纸制造机器,它将被安置在德州农工大学的校园里,里面有一个机械臂来折叠材料。

“我父亲是一名机械师,他能看到其他机械师会用空闲时间剩下的废金属制作出令人惊叹的玩具。我小时候从来不买玩具,因为我爸爸的朋友会给我做玩具。”“如果我们能够为人们提供这样的东西,这将释放他们的创造力。”

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