Апр 26, 2023
3D-печатные вращающиеся устройства могут чувствовать, как они движутся
Интеграция датчиков во вращающиеся механизмы может позволить инженерам создавать «умные» петли, которые знают, когда дверь была открыта, или шестеренки внутри двигателя, которые сообщают механику, с какой скоростью они вращаются. Инженеры Массачусетского технологического института разработали способ легкой интеграции датчиков в эти типы механизмов с помощью 3D-печати.
Несмотря на то, что достижения в области 3D-печати позволяют быстро изготавливать вращающиеся механизмы, интеграция датчиков в такие конструкции все еще остается сложной задачей. Из-за сложности вращающихся деталей датчики обычно встраиваются вручную, уже после изготовления устройства.
Однако ручная интеграция датчиков — задача не из легких. Если встроить их внутрь устройства, то провода могут запутаться во вращающихся деталях или помешать их вращению, а установка внешних датчиков увеличит размер механизма и потенциально ограничит его движение.
Вместо этого новая система, разработанная исследователями Массачусетского технологического института, позволяет производителю печатать датчики непосредственно в движущихся частях механизма с помощью токопроводящей нити для 3D-печати. Это дает устройствам возможность определять угловое положение, скорость вращения и направление вращения.
С помощью системы, названной MechSense, производитель может изготовить вращающиеся механизмы со встроенными датчиками всего за один проход, используя 3D-принтер из нескольких материалов. Такие принтеры используют несколько материалов одновременно для изготовления устройства.
Чтобы упростить процесс изготовления, исследователи создали плагин для программы автоматизированного проектирования SolidWorks, который автоматически интегрирует датчики в модель механизма, которую затем можно отправить непосредственно на 3D-принтер для изготовления.
MechSense может позволить инженерам быстро создавать прототипы устройств с вращающимися частями, например, турбин или двигателей, встраивая датчики непосредственно в конструкцию. Это может быть особенно полезно при создании осязаемых пользовательских интерфейсов для сред дополненной реальности, где датчики очень важны для отслеживания движений пользователя и его взаимодействия с объектами.
«Многие исследования, которые мы проводим в нашей лаборатории, включают в себя использование методов производства, которые создают фабрики или специализированные учреждения, а затем делают их доступными для людей. 3D-печать — это инструмент, который многие люди могут позволить себе иметь у себя дома. Как же мы можем предоставить обычному мастеру инструменты, необходимые для разработки таких интерактивных механизмов? В конце концов, все эти исследования вращаются вокруг этой цели», — говорит Марва Аль-Алави, аспирант факультета машиностроения и ведущий автор статьи о MechSense.
More Details