Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Teknologi

Printer 3D ini tidak mengabaikan detail – ScienceDaily


Bentuk, warna, dan kilap.

Itu adalah tiga fitur visual objek yang paling menonjol. Saat ini, printer 3D dapat mereproduksi bentuk dan warna dengan cukup baik. Gloss, bagaimanapun, tetap menjadi tantangan. Itu karena perangkat keras pencetakan 3D tidak dirancang untuk menangani viskositas yang berbeda dari pernis yang memberikan tampilan glossy atau matte pada permukaan.

Peneliti MIT Michael Foshey dan koleganya mungkin punya solusi. Mereka telah mengembangkan sistem pencetakan perangkat keras dan perangkat lunak gabungan yang menggunakan pernis off-the-shelf untuk menyelesaikan objek dengan pola gloss yang realistis dan bervariasi secara spasial. Foshey menyebut kemajuan itu sebagai “bab dalam buku tentang cara melakukan reproduksi tampilan dengan ketelitian tinggi menggunakan printer 3D.”

Dia membayangkan berbagai aplikasi untuk teknologi. Ini mungkin digunakan untuk mereproduksi seni rupa dengan setia, memungkinkan replika yang hampir sempurna untuk didistribusikan ke museum tanpa akses ke aslinya. Mungkin juga membantu membuat prostetik yang tampak lebih realistis. Foshey berharap kemajuan ini mewakili langkah menuju pencetakan 3D yang sempurna secara visual, “di mana Anda hampir tidak bisa membedakan antara objek dan reproduksinya.”

Foshey, seorang insinyur mesin di MIT Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL), akan mempresentasikan makalahnya pada konferensi SIGGRAPH Asia bulan depan, bersama dengan penulis utama Michal Piovar? I dari University of Lugano di Swiss. Rekan penulis termasuk MIT Wojciech Matusik, Vahid Babaei dari Max Planck Institute, Szymon Rusinkiewicz dari Universitas Princeton, dan Piotr Didyk dari Universitas Lugano.

Kilau hanyalah ukuran seberapa banyak cahaya yang dipantulkan dari suatu permukaan. Permukaan gloss tinggi bersifat reflektif, seperti cermin. Permukaan gloss rendah atau matte tidak reflektif, seperti beton. Pernis yang memberikan hasil akhir mengkilap cenderung tidak terlalu kental dan mengering pada permukaan yang halus. Pernis yang memberikan hasil akhir matte lebih kental – lebih dekat ke madu daripada air. Mereka mengandung polimer besar yang, ketika dikeringkan, menonjol secara acak dari permukaan dan menyerap cahaya. “Ada sekumpulan partikel yang muncul dari permukaan, yang memberi Anda kekasaran itu,” kata Foshey.

Tapi polimer tersebut menimbulkan dilema untuk printer 3D, yang saluran cairan dan nozelnya tidak dibuat untuk madu. “Mereka sangat kecil, dan mudah tersumbat,” kata Foshey.

Cara mutakhir untuk mereproduksi permukaan dengan kilap yang bervariasi secara spasial memerlukan banyak tenaga kerja: Objek awalnya dicetak dengan kilau tinggi dan dengan struktur pendukung yang menutupi titik-titik di mana hasil akhir matte diinginkan. Kemudian bahan pendukung dilepas untuk memberikan kekasaran pada permukaan akhir. “Tidak ada cara untuk menginstruksikan printer untuk menghasilkan hasil akhir matte di satu area, atau hasil akhir mengkilap di area lain,” kata Foshey. Jadi, timnya membuat satu.

Mereka merancang printer dengan nozel besar dan kemampuan untuk menyimpan tetesan pernis dengan berbagai ukuran. Pernis disimpan di reservoir bertekanan printer, dan katup jarum membuka dan menutup untuk melepaskan tetesan pernis ke permukaan pencetakan. Berbagai ukuran tetesan dicapai dengan mengontrol faktor-faktor seperti tekanan reservoir dan kecepatan gerakan katup jarum. Semakin banyak pernis yang dilepaskan, semakin besar tetesan yang mengendap. Hal yang sama berlaku untuk kecepatan pelepasan tetesan. “Semakin cepat ia pergi, semakin menyebar begitu ia membentur permukaan,” kata Foshey. “Jadi pada dasarnya kami memvariasikan semua parameter ini untuk mendapatkan ukuran tetesan yang kami inginkan.”

Printer menghasilkan kilap yang bervariasi secara spasial melalui halftoning. Dalam teknik ini, tetesan pernis diskrit disusun dalam pola yang, jika dilihat dari kejauhan, tampak seperti permukaan kontinu. “Mata kita sebenarnya melakukan pencampuran itu sendiri,” kata Foshey. Printer hanya menggunakan tiga pernis off-the-shelf – satu glossy, satu matte, dan satu lagi di antaranya. Dengan menggabungkan pernis ini ke dalam pola halftoning yang telah diprogram sebelumnya, printer dapat menghasilkan corak kilap yang terus menerus dan bervariasi secara spasial di seluruh permukaan pencetakan.

Bersama dengan perangkat keras, tim Foshey membuat saluran perangkat lunak untuk mengontrol keluaran printer. Pertama, pengguna menunjukkan pola kilap yang diinginkan pada permukaan yang akan dicetak. Berikutnya, printer menjalankan kalibrasi, mencoba berbagai pola halftoning dari tiga pernis yang tersedia. Berdasarkan pantulan pola kalibrasi tersebut, printer menentukan pola halftoning yang tepat untuk digunakan pada pekerjaan cetak akhir untuk mendapatkan reproduksi terbaik. Para peneliti mendemonstrasikan hasil mereka pada berbagai objek “2.5D” – sebagian besar berupa cetakan datar dengan tekstur yang bervariasi dengan ketinggian setengah sentimeter. “Mereka sangat mengesankan,” kata Foshey. “Mereka pasti lebih merasakan apa yang sebenarnya Anda coba tiru.”

Tim berencana untuk terus mengembangkan perangkat keras untuk digunakan pada objek 3D sepenuhnya. Didyk mengatakan “sistem ini dirancang sedemikian rupa sehingga integrasi di masa depan dengan printer 3D komersial dimungkinkan.”

Pekerjaan ini didukung oleh National Science Foundation dan Dewan Riset Eropa.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Data Sidney