De meeste plastic voorwerpen die we zien, zijn gemaakt met behulp van spuitgieten, maar het ontwerpen van dergelijke mallen is een moeilijke taak, meestal deskundigen nodig. Nutsvoorzieningen, computerwetenschappers van het Institute of Science and Technology Austria (IST Oostenrijk), de Universiteit van Tokio, en CONICET hebben een interactieve ontwerptool gemaakt waarmee niet-experts mallen kunnen maken voor een object naar keuze. De software zal worden gepresenteerd op de prestigieuze SIGGRAPH-conferentie van dit jaar, een van de vijf succesvolle inzendingen van IST Oostenrijk.

Molding is een populaire methode voor de massaproductie van objecten. Eigenlijk, twee (of meer) vormstukken zijn samengevoegd, de vorm van het gewenste object als een holte achterlatend. Tijdens de fabricage, een vloeistof wordt in deze holte gebracht en laat uitharden. Zodra de vloeistof is gestold, de stukjes van de mal worden verwijderd, het gevormde object achterlaten. Hoewel het proces vrij eenvoudig is, het maken van de mal om een ​​object te maken is buitengewoon moeilijk, en een veelheid van overwegingen gaan in de oprichting ervan. Hoe moet het object worden georiënteerd en verdeeld om ervoor te zorgen dat de stukken van de mal kunnen worden verwijderd? Als het voltooide object hol is, hoe moet het in stukken worden ontbonden? Figuren met lussen of gaten voegen verdere complicaties toe, net als esthetische overwegingen, zoals het vermijden van een scheidingslijn door een gezicht. Bij massafabricage, de hoge kosten van het initiële ontwerp van de matrijs worden gecompenseerd door de lage productiekosten per eenheid. Voor een kleinschalige ontwerper, echter, of een beginner die geïnteresseerd is in het experimenteren met spuitgietmatrijzen, het inhuren van een professionele matrijsontwerper is onpraktisch, en het maken van de mallen zonder hulp is onhaalbaar. evenzo, Het 3D-printen van het gewenste aantal objecten zou veel te veel tijd en middelen kosten.

Kernholte, een nieuwe interactieve ontwerptool, lost dit probleem op, en stelt gebruikers in staat om snel en eenvoudig mallen te ontwerpen voor het maken van holle, objecten in vrije vorm. Gemaakt door Kazutaka Nakashima, een doctoraat student aan de Universiteit van Tokyo op bezoek bij IST Oostenrijk, Thomas Auzinger (IST Oostenrijk), Emmanuel Iarussi (CONICET, IST Oostenrijk), Ran Zhang (IST Oostenrijk), Takeo Igarashi (Universiteit van Tokio), en Bernd Bickel (IST Oostenrijk), deze softwaretool biedt kansen voor kleine bedrijven en enthousiastelingen. De software analyseert een 3D-scan van het object, en creëert een "dunne schaal, " in wezen een holle versie van het object, waarin bijzonder kleine lacunes als solide worden beschouwd - een andere innovatie van het team. De software stelt dan een decompositie van het object in stukken voor; elk stuk is gemaakt door een mal, dan aan het eind samengevoegd. Bovendien, het programma kan kleine wijzigingen aan het oorspronkelijke ontwerp voorstellen, bijvoorbeeld, om kleine haakjes te elimineren die het ontvormen zouden kunnen bemoeilijken. "Vorige tools konden dergelijke wijzigingen niet voorstellen, " zegt Thomas Auzinger, een postdoc bij IST Oostenrijk. De gebruiker kan de ontbinding eenvoudig aanpassen door te klikken, en ervoor kiezen om voorgestelde wijzigingen te accepteren of af te wijzen. Als de gebruiker tevreden is, de software produceert automatisch de matrijssjablonen, die vervolgens kan worden 3D-geprint en gebruikt voor het vormen.

De decomposities die door de ontwerptool worden gesuggereerd, zijn vaak verrassend:"De computer kan oplossingen vinden die erg onintuïtief zijn, " zegt Bernd Bickel, professor aan IST Oostenrijk. "De twee helften van het konijn, bijvoorbeeld, een kromming hebben, ingewikkelde verbinding - het zou voor een mens buitengewoon moeilijk zijn geweest om dat te bedenken." Industrie-ontwerpers, evenals eerdere ontwerpprogramma's, vertrouw over het algemeen op rechte sneden door het object. In praktijk, dit leidt vaak tot een groter aantal stukken, evenals "onnatuurlijke" divisies. "De softwaretool zou ook zeer nuttig kunnen zijn in de industrie - hij zou naadloos in het productieproces passen, ", voegt Bikkel toe.

Het team heeft al een aantal van hun matrijzen getest in een spuitgietfabriek in de buurt van Linz. "De fabrieksmedewerkers waren verbaasd over hoe gemakkelijk het was om de afgewerkte objecten eruit te halen, evenals hoe duurzaam de 3D-geprinte mallen waren. Zelfs na het maken van honderd objecten, de mallen werkten nog, ", zegt Auzinger. Het team heeft al verdere verbeteringen in gedachten. Een idee is het opnemen van connectoren die in elkaar klikken om de uiteindelijke montage van het object te vergemakkelijken.