In una tesi dal titolo ” Progettare attrezzature per parchi giochi con la realtà virtuale e la stampa 3D “, l’autore Christian Knaapen sostiene che la realtà virtuale è necessaria per progettare oggetti in 3D. Nei programmi CAD, dice, c’è una disconnessione tra l’oggetto 3D sul suo schermo 2D e l’oggetto finale, che può essere percorso e interagito con – quindi la necessità per la realtà virtuale. Tuttavia, la conversione di modelli realizzati in realtà virtuale in stampe 3D non è semplice, poiché le stampe 3D devono mostrare un numero di proprietà desiderate. Queste proprietà includono:
L’oggetto dovrebbe consistere in un componente connesso che tocca la piattaforma di stampa
Dovrebbe essere in grado di resistere senza cadere
Dovrebbe essere strutturalmente valido
Per il suo progetto, Knaapen implementa un programma che analizza queste proprietà su modelli realizzati in realtà virtuale. È il primo programma di analisi di stampa 3D, dice, che funziona nella realtà virtuale.
Per testare il programma, Knaapen ha chiesto a 35 bambini di una scuola locale di progettare attrezzature per parchi giochi in Google Blocks, dopo di che i modelli sono stati analizzati e stampati in 3D. I bambini hanno lavorato in gruppi di due o tre, formando 16 gruppi in totale. Il progetto consisteva in tre sessioni: nella prima, i bambini sono stati presentati a Google Blocks e hanno iniziato a progettare le loro attrezzature da gioco. Hanno terminato i loro progetti nella seconda sessione e nella terza sessione hanno utilizzato il programma software di Knaapen per analizzare i propri modelli. I disegni sono stati quindi stampati in 3D e testati per le proprietà desiderate, e un design vincente è stato scelto.
Le stampe sono state testate su connessione, equilibrio e forza. La connettività è stata testata osservando se la stampa rimaneva in una parte dopo la rimozione dei supporti, e il bilanciamento è stato testato posizionando la stampa su una superficie piana nell’orientamento in cui è stato progettato e verificando se è rimasto in posizione verticale. La resistenza è stata testata eseguendo test di caduta da un’altezza di 75 centimetri (l’altezza di un tavolo standard) su una superficie dura. Se la stampa non si rompe o si deforma visibilmente, è stata considerata abbastanza forte per l’uso quotidiano.
13 modelli sono stati collegati e non si sono staccati dopo la rimozione dei supporti. 14 superato il test di equilibrio, e sette sopravvissuto al test di forza.
“Possiamo confrontare questi risultati con le previsioni delle analisi del nostro programma”, afferma Knaapen. “Lo facciamo separatamente per ogni proprietà, come mostrato nella tabella 5.3. L’analisi di connettività ha previsto correttamente l’esito nel 92,9% dei casi, in cui l’unica volta che non prevedeva correttamente era dovuta alla precisione di stampa e alle aree sottili. Osserviamo che l’analisi dell’equilibrio ha previsto correttamente tutto. Tuttavia, non possiamo concludere che sia perfetto considerando la dimensione del campione. Dobbiamo solo testare il nostro programma su 16 modelli, il che significa che potrebbero esserci casi limite in cui tale funzionalità non è sufficiente. L’analisi della forza mostra alcuni problemi e ha solo previsto correttamente la forza della stampa fisica nel 50% dei casi. Inoltre, nei casi in cui prevedeva problemi di forza, spesso non si prevedeva quale parte del modello sarebbe stata debitamente corretta,
Mentre sono necessarie ulteriori ricerche, conclude Knaapen, il progetto è stato un buon primo passo per acquisire la comprensione di ciò che serve per convertire i modelli creati nella realtà virtuale in stampe 3D. Anche se non lo scopo dell’esperimento, è stato anche un ottimo modo per introdurre i bambini alla stampa 3D e alla realtà virtuale consentendo loro di progettare le proprie attrezzature da gioco.
