在工业革命之前,定制产品是由高技能的人手工制作的。今天,大多数人家里的基本产品都非常昂贵,被认为是奢侈品,因为仅仅制造一件就需要时间和技术。工业革命带来的是大规模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个单位,增加了可用性,降低了消费者的成本。
来自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,通过定制网络制造。其目标是让非制造商有能力设计和定制他们自己使用的产品,如椅子、灯具和桌子。
当人们听到“折纸”这个词时,首先想到的通常是用一张纸折了很多次做成的华丽图案。折纸的制造也包含同样的基本思想。制造商首先将一种扁平的材料(金属或某种聚合物)放入一台机器中,机器中有一个机器人,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,使其向特定的方向扭曲和转动。kirigami机器具有切割和折叠材料的能力。这一技术目前已用于选定的一些大型零件,但尚未用于为公众制造商业产品。
美国制造系统研究所副主任、副系主任、霍尔德里奇/保罗教授阿伦·斯里尼瓦萨博士说:“它使普通人能够接受他们的想法,并做出定制的东西,就像他们在商店里买到的一样好。机械工程在德州农工大学。
这种类型的技术在矫形领域是最需要的,如腿和手腕的支架。大量生产的牙套是用同样的方法制作的,而不是根据每个患者的情况定制的,这可能会让它们佩戴起来非常不舒服。通过定制化的网络制造,不舒服的牙套将不再是一个问题,因为患者可以使用适合自己手腕或腿形状的牙套。这种技术有潜力制造商业消费品,如珠宝、灯罩、盒子或任何中空或贝壳状的东西。
除了多功能性,定制网络制造还可以帮助打开制造领域的就业机会。Srinivasa表示,网络制造工作将允许操作机器的人设计他们产品的外观。技术和创造力的融合不仅会吸引工程师,也会吸引非工程师。定制网络制造也将机器操作员从切割和折叠等日常任务中解放出来,因为机器有能力在物体被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?你不能用3d打印来完成同样的事情吗?”答案是否定的。3d打印和折纸制造非常相似,但它们都有各自的能力和优势。例如,3d打印并不是制造我们日常使用的薄壳状定制产品的最佳方式。3-D打印机制造的物体是由能量沉积下来的,最终产品是固体的。它们非常多才多艺,有可能做出许多复杂的形状,但动作缓慢,难以处理细长或其他物体的部分。折纸制造效率高,速度快,成本低。一台3-D打印机可以花近3个小时来制作一个物体,而一台折纸制造打印机可以花3分钟来制作相同的物体。
研究人员正在制作一个大型折纸作品制造业这台机器将安置在德州农工大学校园内,里面有一个机械臂来折叠材料。
“我的父亲是一名机械师,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。我小时候从来没有买过玩具,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种东西,它将释放他们的创造力。”
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