結合RepRap 3D印表機與裁縫機的泰迪熊列印機

五月 18, 2014
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Scott E. Hudson是卡內基大學人機互動研究所的教授,也是「人機互動」博士學程的創辦人。2014年4月28日,他在計算機協會「第32屆人機互動特殊利益團體會議」(ACM SIGCHI 2014)發表演說,隔天就在網路掀起風潮。他在那場演說發表的論文與影片(如上),介紹新的「軟綿綿」3D列印技術,大幅拓展低成本積層原型製造設備的可能性。

1.列印泰迪熊

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這個新製程在2D「薄片」建模,列印板是一片毛氈泡綿,上面疊了加工毛氈作為「地基」。列印完成以後,地基毛氈可以撕掉或剪掉。

2.列印成品 

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我們把逐層列印成品連結起來,但我們不用黏的,而是倣效羊毛氈工藝,採用物理纖維編結法。因此這項製程不用熱氣和液體化學物質,完全不會產生氣味。

3.針氈

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這機器採用商用戳針(粗針),剖面呈倒三角形,每個剖面大約間隔2公釐。圖中的粗針全長大約2公分。

4.針氈列印頭的細節

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[圖說]Rack 齒條/Stepper Motor 歩進馬達(底板後面)/Pinion 小齒輪/Endstop Switch 終端開關/Felting Needle 戳針/Yarn Feed Head 導線頭/Feed Lock Mechanism 鎖線裝置/Servo Motor 伺服機

Hodson系統的一大創新,就是特殊「針氈列印頭」,如圖所示,這相當於傳統3D列印機的噴頭。

5.導線頭的細節

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[圖說]Needle Path 針的路徑/Yarn Feed Tube 導線管/Needle Guide Tube 導針管/Shared “Yarn Catch” Section 共同「鉤線」部分

這臺印表機把毛線導到針頭,很類似熱熔堆積成形印表機(FFF Printer)輸出塑膠絲。往復走針的針刺可以鉤住毛線的纖維,把纖維和下面幾層纖維編織在一起。

套用Hudson本人的話,「泰迪熊列印機」的製程「幾乎仿照」大家熟悉的熱熔解積層技術,例如RepRapMakerBotUltimaker等桌上型3D列印機,相似程度到了可以把這些印表機的軟體工具鏈直接拿來用,無須任何修改。Hudson的概念性驗證系統採用現成的RAMPS介面電路所控制的桌上型3D印表機,針對用戶功能採用Repetier-Host軟體,針對CAM功能採用Slic3r轉換軟體(以及「custom translation」後處理軟體),也針對建模功能(CAD)採用OpenSCAD軟體。最大的差別在於,這個直角坐標型機器人(Cartesian robot)加裝了「針氈列印頭」。

(譯:謝明珊)
[原文]

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