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機器人與3D打印完美結合:同濟大學學生團隊開發出6D打印機手工電子DIY教程

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機器人與3D打印完美結合:同濟大學學生團隊開發出6D打印機

開發團隊稱:“傳統的3D打印方式依照水平切片打印,而後疊合形成整體模型,這個過程僅僅反映了模型的成型狀態,並沒有反映結構的自然生長與建構邏輯。本項目從仿生學的角度出發,學習了蜘蛛吐絲織網的建構過程:一種由一點開始,沿着結構路徑生長出複雜空間的自然建構邏輯。”【原址:】

主要材料:

  6D打印機

所需工具:

  6D打印機

製作步驟:

第1步:

機器人與3D打印完美結合:同濟大學學生團隊開發出6D打印機 第2張

2014年7月,由同濟大學建築與城規學院主辦,同濟大學建築設計研究院、上海同濟城市規劃設計院和德稻教育協辦的為期三週的上海”數字未來”暑期設計工作營。該工作營由同濟大學的袁烽副教授組織策劃,從2011年開始舉辦,至今已經辦了四屆。在此次工作營上,一羣來自同濟大學的學生創建了一個將6軸KUKA機器人與3D打印機相結合的裝置,開發團隊稱之為6D打印,其實6D指的只是機器人的6個軸。

該團隊成員包括史紀、劉潯、羅瑞華、崔宇旗、李曉琳組成,指導老師為來自清華大學的於雷和工作營負責人袁峯副教授,該團隊開發的這個結合了6軸機器人的3D打印機,旨在消除“設計”和“製造”之間的界限,讓建築師快速、準確地實現他們的設計。
開發團隊稱:“傳統的3D打印方式依照水平切片打印,而後疊合形成整體模型,這個過程僅僅反映了模型的成型狀態,並沒有反映結構的自然生長與建構邏輯。本項目從仿生學的角度出發,學習了蜘蛛吐絲織網的建構過程:一種由一點開始,沿着結構路徑生長出複雜空間的自然建構邏輯。”

第2步:

機器人與3D打印完美結合:同濟大學學生團隊開發出6D打印機 第3張

工業機器人通常擁有專用控制系統,但這款實驗性質的庫卡公司(KUKA)機械手臂採用Arduino MEGA,打造出六軸3D打印機,形狀仿造自然界的物質。

這款機械臂安裝了特製機頭(3D打印擠出頭)。從下面的設計圖可以發現,温度和擠出頭大多交給Arduino MEGA控制。Arduino MEGA是RepRap社區-桌面3D打印機發源地的最愛。

第3步:

機器人與3D打印完美結合:同濟大學學生團隊開發出6D打印機 第4張

控制系統的設計圖

這個項目的目標之一,就是證明人類開始能夠仿效大自然的造物能力。

通過模仿蜘蛛絲的微結構,把特殊造物策略融入3D打印中,讓我們得以打印簡易的自立式結構,並展示這個結構從無到有的過程。從此一來,仿生打印可以幫助物質發揮潛力,已超越其物質性。

第4步:

機器人與3D打印完美結合:同濟大學學生團隊開發出6D打印機 第5張

第5步:

機器人與3D打印完美結合:同濟大學學生團隊開發出6D打印機 第6張

大家不一定有庫卡機械手臂,但大多數人都買得到Arduino

機械手臂終端的程序控制主要依賴於Arduino。每個打印頭裏面都有加熱器,加熱器經過特殊編程,把温度精準控制在適當範圍內。管子把壓縮空氣輸送到打印頭前方,以冷卻並完成物品。材料(ABS塑料)有四個傳輸系統,皆有各自的伺服電機,就像一般的3D打印機,此外,有一個馬達負責旋轉位於中央的轉盤。傳輸和旋轉的速度,皆通過中央開關來調整,這款機械臂可依照設計者的構想調整結構形狀。

第6步:

機器人與3D打印完美結合:同濟大學學生團隊開發出6D打印機 第7張

機械手臂終端的程序控制主要依賴於Arduino。每個打印頭裏面都有加熱器,加熱器經過特殊編程,把温度精準控制在適當範圍內。管子把壓縮空氣輸送到打印頭前方,以冷卻並完成物品。材料(ABS塑料)有四個傳輸系統,皆有各自的伺服電機,就像一般的3D打印機,此外,有一個馬達負責旋轉位於中央的轉盤。傳輸和旋轉的速度,皆通過中央開關來調整,這款機械臂可依照設計者的構想調整結構形狀。

第7步:

機器人與3D打印完美結合:同濟大學學生團隊開發出6D打印機 第8張

第8步:

機器人與3D打印完美結合:同濟大學學生團隊開發出6D打印機 第9張

第9步:

機器人與3D打印完美結合:同濟大學學生團隊開發出6D打印機 第10張

各大學和研發實驗室經常使用庫卡機械手臂,並結合特製機頭,機頭端視預期的效果小心替換。

小貼士:

原址: