大学生设计并3D打印出复杂蜘蛛关节系统

Nazmul Azim Khan是新南威尔士计算机设计专业的二年级学生。在数字设计课程上，他最近的任务是设计一种能够通过蜘蛛关节系统连接在一起的由丙烯酸塑料做成的概念化嵌板。

正如同你想象的一样，蜘蛛关节系统是一种使用螺栓连接玻璃格栅的外部结构系统。项目中的特定蜘蛛关节令人吃惊，因为它有着至少15条腿，不过使用3D打印技术，这个数目便可以轻松实现。

据南极熊小编的了解，Khan使用了犀牛软件和它的插件Grasshopper创建了蜘蛛关节的脚本。由于Grasshopper是一款可视化脚本语言，它允许使用者在创建脚本的同时“画出”模型，所以项目最复杂的部分实际上就是设计本身。

“设计过程中最困难的部分在于蜘蛛关节要怎样与面板相连，”Khan 解释说，“我想要在不暴露螺母和螺栓的情况下做出最简洁的连接，所以最后选用了螺丝和膨胀螺栓。先将膨胀螺栓插入3D打印蜘蛛关节的孔洞，在将螺丝插进螺栓，这样就不会有任何暴露的问题了。”

当前设计的外部面规格为10 x 10米；不过由于本身的参数属性，设计可以被适当调整以适应不同的空间。一旦面板的尺寸和曲率等参数被调整好，蜘蛛关节的模型就会即刻生成。组装中唯一不是3D打印的部件就是螺丝。

Khan领导的计算机设计社团已经将这一项目列为他们的下一个挑战。数字模型全尺寸安装将会是该设计的最终测试。

“当时仅仅有不多的关节被打印出来用于测试和展出。我们的最终计划是创造出完整的嵌板表面，作为一种建筑结构来展出。因为已经获得了一个展位，所以我们计划在下个月改变嵌板表面的尺寸和形状，以便适应展位的空间。”Khan表示。

使用数字模型令Khan能够快速为蜘蛛关节和桁架体系的设计做出评估。“其中一项决定就是在结构上加强有着桁架体系的蜘蛛关节，”Khan表示，“桁架体系被复杂的桥梁影响，比如悉尼海港大桥。最初的设计表现为直线和矩形的样式。通过引入曲线和旋转桁架系统，设计的结构瞬间具有了动态性，看上去非常有趣。他们在结构和流体形态间找到了一种特殊的平衡。”

轻松生成物理模型的能力令团队在最终成功组装上信心十足。Khan这样描述了3D打印在整个过程中扮演的角色：

“总的说来，蜘蛛关节的表现如同预期一样成功。这让我们长舒了一口气，因为组装失败的概率其实很高。由于工作需要在1mm的公差下进行，所以生成蜘蛛关节几乎不能有任何的误差。为了保证不出现错误，我们打印出了多个模型，之后测试它们与嵌板组合是否严密和足够结实。”

via 3dprint