Onderzoekers maken ontwerptool voor beweegbare 3d-prints

Onderzoekers van onder meer Harvard University hebben een tool ontwikkeld om van een 3d-model met skeletal animation, een 3d-representatie in onderdelen te printen die dezelfde bewegingen kan maken als het virtuele model.

Het is al langer mogelijk om een 3d-model uit één stuk te printen aan de hand van een virtueel object opgebouwd uit polygonen, maar de omzetting van een zogeheten skinned mesh-model naar een fysiek object met bewegende onderdelen leverde nog praktische problemen op. Een groep onderzoekers van de Harvard University, de TU Berlijn en de Cornell University heeft hiervoor nu een tool ontwikkeld.

De moeilijkheid bij de conversie is dat het virtuele skelet dat door de animators gebruikt wordt om een object of personage te laten bewegen, soms buiten de geometrie van het 3d-object komt. Daarnaast neemt het digitale skelet geen ruimte in, terwijl het 3d-printmodel gebonden is aan fysieke beperkingen.

De nieuwe tool probeert aan de hand van de bewegingsmogelijkheden van het virtuele karakter te bepalen waar de gewrichten moeten komen. Ook probeert de software om zo groot mogelijke kogelgewrichten te gebruiken, voor meer stevigheid. Om het model in een bepaalde pose te kunnen zetten, kunnen de gewrichten zo worden gemaakt dat ze meer frictie genereren. Het reliëf van de 3d-print wordt mede bepaald aan de hand van de diepte-informatie bij de textures van het virtuele model.

Gameontwikkelaars kunnen met het tooltje een fysiek model van een virtueel gamepersonage maken, om zo beter te kunnen beoordelen of er nog aanpassingen nodig zijn. Ook kan de ontwikkeling van speelgoed ermee worden versneld.

De onderzoekers hebben proefgedraaid met de game Spore, vanwege de veelheid aan vormen en bewegingsmogelijkheden, maar er is ook al een hand met bewegende vingers geprint. Voor toekomstig onderzoek willen de onderzoekers bewegende objecten uit verschillende materialen opbouwen. In de wat verdere toekomst zou het zelfs mogelijk moeten worden om modellen met geprinte elektronica te maken.

De resultaten van het onderzoek zullen op de Siggraph 2012-conferentie gepresenteerd worden. Dit evenement voor grafische professionals begint op 7 augustus.

Helaas!
De video die je probeert te bekijken is niet langer beschikbaar op Tweakers.net.

Reacties (33)

[BAMMER]

Dit is geweldige vooruitgang in de miedische wereld!

Nu kunnen ze de eerste stappen gaan maken naar bewegende delen in 3D printen ipv. de statische losse onderdelen. Tevens kan een arts nu eerst een model van zijn werkzaamheden maken en daarmee zien of hij tegen complicatie's aan zou lopen!

Chappo, daar gaat wetenschap door de echte techniek met sprongen vooruit.

[killercow]

"De echte techniek?

Want dingen in 3d visualiseren is niet "echt".

Besides of je dingen nou in 1 keer print, of in stukjes en dan in elkaar klikt maakt weinig uit. Deze software maakt het alleen makkelijk om de hoeken en 'bones' automatisch te kunnen plaatsen zodat het resultaat naar de wens van de maker beweegbaar is.

Een arts gaat toch niet zelf de 3d printer bedienen of de modellen finetunen.

[jdemaat]

Nu kunnen ze de eerste stappen gaan maken naar bewegende delen in 3D printen ipv. de statische losse onderdelen

Die stappen zijn al lang geleden gezet. Bewegende onderdelen zijn al vanaf het begin van 3D printen een optie. Immers, hét kenmerk van 3D printen is dat alles in lagen gebeurt, waardoor je bijvoorbeeld makkelijk "een doos in een doos" print. Als je zelf een kubus bouwt door lagen papier te knippen en steeds op elkaar te leggen, kun je makkelijk iets in het midden kwijt.

Interessant filmpje over een geprinte baco: http://youtu.be/pQHnMj6dxj4

Besides of je dingen nou in 1 keer print, of in stukjes en dan in elkaar klikt maakt weinig uit

Dit maakt alle verschil. Naast dat sommige onderdelen gewoon onmogelijk anders te maken zijn dan met 3D printen, is stevigheid ook nog een belangrijk aspect. Als je uit plastic of metaal één onderdeel print wat out-of-the-box werkt, is het veel betrouwbaarder dan een in elkaar geklikt geheel. Voor sommige ontwerpen is het in elkaar klikken gewoon niet mogelijk. Op een beurs zag ik bijvoorbeeld een geprint aluminium onderdeel met onderling gedraaide (twisted) buizen in de binnenkant. Dingen als bewegende systemen met kogelgewrichten zijn ook lastig te klikken. Als je zulke dingen gaat vastklikken blijft er geen functionaliteit meer over.

@hieronder:

Hoe kun je dan 2 onderdelen los van elkaar "printen"? Blijft dat niet aan elkaar plakken? Smelt dat niet aan elkaar vast?

Loshangende onderdelen (features) worden doorgaans geprint in een grote bak met poeder. Dit materiaal wordt op specifieke plekken aan elkaar gelasered. Waar het niet stolt, blijft poeder liggen. Voor iedere nieuwe laag wordt nieuw poeder over het model gladgestreken. Zo kun je naderhand het poeder wat je niet gebruikt wegspoelen met een hogedrukspuit, en blijft je model met alle loshangende features over.

[Zwendel]

Steeds meer nieuwe ontwikkelingen in 3D-printing. Binnen 10 à 20 jaar is het de normaalste zaak van de wereld dat we zelf thuis electronica, speelgoed, etc. afprinten i.p.v. naar de winkel te rijden.

High end produkten zijn dan gelijk aan of een duur patroon of een dure " high resolution" printer.

[Verwijderd]

Binnen 10 a 20 jaar voor de fabrikanten wel ja, voor de thuisgebruiker gaat het nog wel wat langer duren

Ze zijn niet gek, wij zijn en blijven de melkkoeien!

Misschien dat je wel je eigen ontwerp kan laten uitprinten

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 22 juli 2024 18:33]

[Naj_Geetsrev]

Vergeet niet dat het nu alleen nog maar mogelijk is om iets uit een materiaal te maken. En laat staan het gebruik van verschillende kleuren. We zijn erg ver gekomen in een kleine tijd, maar hebben nog verder te gaan voordat je een 'replicator' hebt. .

[Verwijderd]

En weeral een sector die kan instorten, pakjesvervoer... Gewoon een model kopen, downloaden en printen, geen DHL meer nodig (extreme but you get the point )

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 22 juli 2024 18:33]

[-SafaN-]

Niet zozeer pakjesvervoer: gewoon alle transport. Ipv iets in china te laten maken, print je het gewoon bij jou thuis. De tekeningen download je gewoon van het net.

"you wouldn't download a car" wordt binnen een jaar of 10 effectief wel mogelijk

[Verwijderd]

Over een jaar of 10 printen ze niet alleen maar auto's hoor Misschien dat ze wel bepaalde delen uitprinten. Voor de consument zal het nog lang duren voordat we thuis complexe voorwerpen kunnen uitprinten! Uiteindelijk zullen ze echt wel proberen te voorkomen! Er moet tenslotte geld verdiend worden.

[-SafaN-]

geloof me de diy 3d scene staat echt al ver
momenteel kan je voor 600 € een 3d printer bouwen die alle objecten van minder dan 20x20x10 kan uitprinten in thermoplastiek (dat is wel sterk plastiek, maar smelt bij temperaturen hoger dan 150 en is ook niet food-grade)
deze printers kun je in principe groter maken als je dat wil.

voorlopig is printen van andere materialen vooral een probleem van het smeltpunt dat haalbaar is met huis-tuin en keuken materiaal en electriciteit.

iets als http://store.apple.com/us/product/TN777LL/A kan je nu al uitprinten voor minder dan 2 euro eenmaal je de printer hebt. Plannen vind je wel op internet.

[Blue_Entharion]

Sorry hoor €600?

http://samenkopen.net/action_products/10608

Er kan wellicht al meer dan je denkt.

Edit@hieronder

Dat heeft wellicht meer met handigheid te maken , maar ik kan me voorstellen dat je zo een paar honderd euro extra kunt uitgeven.

Maar wat ik wou zeggen, de aanschafprijs is wel lager dan je aangeeft.

[Reactie gewijzigd door Blue_Entharion op 22 juli 2024 18:33]

[-SafaN-]

ik heb die thuis in mijn kelder staan. Tegen dat je soldeerbout, multimeter en ander materiaal heb,
en nog een paar keer een driver opblazen etc...
zit je wel aan 600 hoor

[ThePendulum]

Ik mag toch hopen dat een gemiddeld huishouden wel een soldeerbout en een multimeter heeft

Interessant dat ik nu weer herinnerd wordt aan de RepRap, misschien toch iets om me voor de verjaardag te kopen.

[Reactie gewijzigd door ThePendulum op 22 juli 2024 18:33]

[BlaDeKke]

Teleporteren, Anyone...

Nee, ik weet het, verre toekomst... Maar toch...

[Verwijderd]

Heb ik al verschillende keren over zitten denken, dat gaat een megalomane impact hebben op de wereldeconomie...Boten, vliegtuigen, auto's,snelwegen, bruggen...het wordt allemaal overbodig, stel u voor zeg! Je kan uw inkopen laten overbeamen naar u thuis, niemand komt nog op straat, de dieren komen terug naar de stad, de natuur neemt weer over,....je kan er een (e)book over schrijven

Ik ga wel nog blijven fietsen

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 22 juli 2024 18:33]

[SuperDre]

je hebt toch nog steeds zelf de materialen nodig om mee te printen, en die moeten toch ook thuis afgeleverd worden.

[joo5ty]

De 3d printers van nu zijn tot nu toe toch nog beperkt tot het printen van groffe onderdelen en van een beperkt materiaal? Het zal nog wel heel lang duren voordat je een functionerende telefoon ofzo kan printen.

[Peetke]

De meeste DIY 3D printers halen details van ca. een kwart milimeter, maar sommigen, zoals de Ultimaker, gaan zelfs al tot in de 50 micron range en nog preciezer.

Zie hier een paar mooie fotos:
http://bit.ly/N5YFR8

[Verwijderd]

Als je de kinetics en skeleton van 3D objecten kan gebruiken om er beweegbare elemeten van te maken die geprint kunnen worden maakt dat het wel een stuk eenvoudiger om echte objecten en mallen te maken. Zeker als daar lagen als Bump mapping en andere surface technieken in gebruikt kunnen worden.
Ik ben benieuwd naar de eerste beta Maya/Printer pluginn en drivers!

[Verwijderd]

ik naar de eerste 3ds max exporters

[mutsje]

denk ook eens aan medische constructies dat je complete delen passend uit kan printen en erin opereren. Scheelt heel erg veel tijd en aanpassingen. Zijn ze volgens mij al mee bezig.

[Waterbeesje]

Print in place? Een nieuw onderdeel plaatsen zonder dingen te hoeven wegsnijden (denk aan klemmen rond aderen tegen bv. ballonvorming, hoe heet dat ook alweer?) zou volgens mij behoorlijk kunnen schelen in de herstelcyclus. Nieuwe gewrichten op hun plaats inbouwen... In het jaar 2400 wellicht met nanobots?

Mooie ontwikkeling dus.

[Erycius]

Binnenkort print je je eigen printer!

*brain explodes*

[pe1dnn]

Binnenkort? Kan nu al! https://www.google.nl/search?q=printer+prints+itself

[Verwijderd]

Fantastisch, dan gaat mijn zoon met zelfgemaakte actionfigures kunnen spelen, gebruikt in mijn eigen commercials. Kickass! Skinnen is beu werk, maar met dit heb je er tenminste iets extras aan...

[Verwijderd]

Dat is best wel cliché, Altijd worden nieuwe technieken en innovatie's gezien als speeltjes voor kinderen.

[dweep18]

binnen kort print je je eigen schoenen

[Maldar]

Ik vind dat je niet echt meer printen kan noemen, t zijn best wel specialistische machines. Toch is het wel zeer tof om te zien deze ontwikkelingen.

[Ytrog]

Ik vraag me af of de ontwerpen die met die tool gemaakt worden compatible zijn met OpenSCAD, zodat ze makkelijk gedeeld kunnen worden op ThingiVerse. Heeft iemand daar informatie over.

Btw, ik ken mensen die een printer gebouwd hebben voor €400, dus zo goedkoop kan het al. Dat zijn overigens printers van de reprap reeks (Mendel Pruza rev3 en een Mendel-90 als ik het goed heb) waarbij de een is gemaakt met onderdelen die geprint zijn op de ander

[Silentpuma]

Dikke kans dat zulke 3D-modellen beschikbaar zijn in algemene formaten die de meeste 3D-CAD wel kunnen inlezen (zoals STEP).

En anders ga je toch bij een andere shop kijken? Er bestaan er al eng veel:
Shapeways, Sculpteo, i.materialise, fabberhouse, etc.

Deze ontwikkeling gaat echt grote gevolgen krijgen in de toekomst, sommige experts hebben het er al over dat dit de volgende mijlpaal in de industriële geschiedenis gaat worden. Er kan ook al best veel materialen worden geprint: ABS, kunsthars, staal, glas, keramiek, zilver, alumide, titaan, RVS... En daar kunnen vormen en verbonden elementen geprint worden die op een andere manier niet eens mogelijk zijn (in 1 geheel) Dit bied grote perspectieven, denk aan tandprotheses en andere medische voorwerpen, sieraden, speciaal gereedschap, spare parts voor defecte onderdelen, etc. Denk dat de NASA ook wel interesse zal hebben, als je tool kapot gaat of kwijt raakt, print je gewoon een nieuwe uit.

Misschien dat in de toekomst iedereen net zo goed kan omgaan met een 3D-modelleringsprogramma als nu met Paint, want dan stuur je even je model door en een week later wordt die afgeleverd. How simple is that
(en dan noemen ze de huidige all-in-one pinters 'Multifunctionals'... )