创想智造3D打印手板模型加工

标题: 2011年获奖作品 - Stratasys 极限二次设计3D打印挑战赛 [打印本页]

作者: 创客 时间: 2014-5-19 17:28
标题: 2011年获奖作品 - Stratasys 极限二次设计3D打印挑战赛
2011年获奖作品 - Stratasys 极限二次设计3D打印挑战赛

2011 年大学工程设计类

第一名：俯卧式站立架

(, 下载次数: 100)

Jeremy Prince
田纳西州库克维尔
田纳西理工大学

目前，一家地方小学为一个患有大脑性麻痹的儿童购买了一个商用俯卧式站立架。俯卧式站立架是一个辅助型站立架，用于塑造儿童腿部的肌肉线条。经过重新设计，站立架的调节功能和其他功能得到了改进。患有大脑性麻痹的儿童的体形和个子大小都有所不同，通用的大中小号站立架对大多数儿童都不适合。在重新设计过程中，我对销位置运行了 Matlab 代码，并针对选材问题进行了结构分析。现在，我终于制作出这种俯卧式站立架，并在当地小学进行推广。

第二名：数字化制造四旋翼直升机

(, 下载次数: 100)

Christopher Kennedy
佛罗里达州代托纳比奇
安柏瑞德航空大学

四旋翼直升机（Quadrotors，也称为 quadrocopters、quadcopters 或 quadrotor helicopters）是一种垂直起降 (VTOL) 航空器，由四个固定节距旋翼推动。通过调节每个旋翼的相对速度来控制飞行。虽然四旋翼直升机问世已近百年，但是它们仍然保留着新奇的面纱，直到最近人们把焦点集中在了无人操纵的自动化车载系统上。通过精密复杂的小型感应器和电子设备，现代四旋翼直升机经过不断发展演进，已经可以完成从军事支持、搜救到野生动物调查等一系列情报、监测和侦查任务。现行四旋翼直升机通常由铝管或塑料管制成，外观未免缺乏典雅气质。此类设计通常没有为旋翼叶片提供护罩或整流罩，令直升机暴露于危险之中，并且容易受到撞击。模制和复合材料四旋翼直升机确实存在，但是这种设计难以适应新任务或有效载荷。数字化制造的四旋翼直升机安全、易于改装且不易受损。设计的四根管道均可更换，便于修理和组装。数字化制造提供的设计灵活性特征对于无人操纵的小型飞行器至关重要，这些飞行器的每项任务都可能有独特的有效载荷和任务要求。

第三名：Desk2go

(, 下载次数: 106)

David Di Giuseppe 和 Arash Nouraee
加拿大安大略省多伦多
瑞尔森大学

笔记本电脑的设计理念存在一个固有问题，即在膝盖上使用时并不安全。现行笔记本电脑设计中底部的热管理装置常常堵塞，导致电脑过热，而这可能造成健康问题并使电脑性能变差。desk2go 旨在解决该问题。有了 desk2go，您的笔记本电脑包就成了可折叠的便携式桌子。desk2go 的平台十分安全，表面坚硬如桌面，防止笔记本电脑过热的同时还可为您提供舒适的使用体验，并且几乎可在任何地方使用。可调式平台使笔记本电脑可轻松用于任何场合，并将消除无桌子的不舒适及不便问题，比如您可以坐在沙发、地板上，甚至可以躺卧在床上使用。

作者: 创客 时间: 2014-5-19 17:32
2011 年艺术与建筑类获奖作品

第一名：Flip 'n Slip

(, 下载次数: 60)

Dov Feinmesser 和 Aaron Hendershott
加拿大安大略省多伦多
瑞尔森大学

对于许多设计师而言，他们在设计儿童椅时通常抱着与设计成人椅同样的想法。所设计的儿童椅只是用于坐，而很少考虑到其他方面。但是，儿童具有无穷的想象力和充沛的精力，他们通常会以意想不到的方式使用诸如椅子等东西。正因如此，目前的儿童椅有许多弊端，包括用途受限，当儿童以意想不到的方式使用椅子时（比如双腿向上倒立着坐），可能给他们带来危险。这些弊端启发了“Flip n' Slip”的诞生：一种可以许多不同方式构型的多功能儿童椅。孩子每翻转椅子一次，都可以体验到新的使用乐趣。Flip n' Slip 的一面可以用作可前后摇摆的椅子，或者休闲椅，另一面则可当作滑梯。展开侧面，即变成一个桌面。“Flip n' Slip”旨在确保安全。它采用一体化设计，没有锋利的边缘，接触点处的凹槽可减少表面接触和滑移。Flip n' Slip 让儿童可以创新的方式玩耍，安全又充满乐趣。

第二名：衍生型灯具

(, 下载次数: 57)

Christopher Johnson
马萨诸塞州萨默维尔
波士顿建筑学院

装饰性吊灯是室内照明大规模定制的衍生设计原型。设计吊灯时几乎完全基于以下算法：根据与某一物体之间的距离单独确定每个穿孔的大小（例如，每个位置（如楼梯井、穹隆、餐厅等）距离天花板、地板和墙壁的距离可能有所差异）。为了向周围物体/表面发出准确的最佳光亮，每个变量都会单独计算。最后，通过预先确定好位置和用途，将得到独特的功能强大且符合审美标准的灯具。

此设计作品使用 Grasshopper 在 Rhino 中生成。此应用程序使用一系列吸子点（用于控制各个孔的大小）、一个表面和准表面（两者均可由客户从审美角度进行定制）生成了此算法。

不规则装饰性吊灯经过重新设计后，几乎无需存货，消除了第三方制造的需求，并且可在一系列产品中展示具有凝聚力的设计变化。

所展示的灯具是基于客户最初风格要求设计的简单筒灯。

第三名：凝固时刻

(, 下载次数: 60)

Chao Gao
加拿大安大略省士嘉堡
安大略艺术与设计学院

想象一下，液体从一个变形的大酒杯中倾倒出来，两股液流一接触地面便被冻住，形成两个固体块。我将这一时刻捕捉下来，构成了我的扶手椅设计理念。两股液体流形成扶手椅前脚。3D 模型是真椅的四分之一比例复制品。在家具生产过程中，在制作全尺寸模型之前会构造四分之一比例模型，以便进行形态研究和结构分析，以及在与客户沟通过程中使用。模型通常由木材制成，或根据设计要求选择所需材料制作。如果设计具有有机形态或形状较为复杂，构建过程可能较为费时。由于形态复杂，使用传统材料和流程制作是一个巨大的挑战，对这种作品而言尤其如此。木雕、浇筑、模型制作都颇为费时，而且最终的成品并不十分精准。因此，最佳的制作方式是采用 3D 打印技术。该技术既节省模型制作时间，又能制作出精确的成品，最终呈现完美的作品。

作者: 创客 时间: 2014-5-19 17:35
2011 年中学工程设计类获奖作品

第一名：制门器

(, 下载次数: 59)

Elliot Wilm
伊利诺伊州威士茂
欣斯代尔中央高中

每当有人要搬东西进我家时，都是一个艰难的过程，因为门会反复在您面前关上。最后，我爸爸在失控的门的底部放了一个又大又重的工业用制门器。由于向下推动制门器时难以控制脚的力度，家人的鞋子都会间接在门上留下印记。伸出门口的制门器还绊倒了一个朋友。在炎炎夏日房门打开时，如果有人在您家中绊倒，很可能引发责任问题。我的解决方案是将制门器隐藏在门内，露出其底部，这样不仅美观而且还可防止发生意外事故。它就像大多数门上可能已经配备的锁定插销一样，通过手动控制，确保控制到位，外观赏心悦目。在使用活塞和凸缘系统的同时，我又设计了一个杆轨道，方便转动把手时上下滑动。该设计具有强大的功能，对许多情况大有裨益，同时让您的门成为一件完美杰作。

第二名：U-watch

(, 下载次数: 60)

Arthur Dabrowski
加拿大安大略省伦敦
约翰保罗中学

U-watch 最初是一种腕表，使用新一代的 ipod nano 2010 作为其中央时钟。借助 U-watch，拥有 ipod nano 2010 的用户可以将 nano 用作音乐播放器或数字时钟，不仅可以将其放在口袋里或夹在腰带上，现在还可以戴在手腕上。U-watch 令 ipod 的样式更加多样化，在增加功能的同时还有不少的改进，而且易于使用。借助 U-watch，用户如今可以从更人性化和安全的位置在听音乐的同时滚动触摸屏，访问 ipod 的所有应用程序。U-watch 不仅适用于传统的慢跑或跑步选手，还适合一般用户使用。U-watch 代表未来，未来就您的手腕上。

第三名：万能套筒

(, 下载次数: 66)

Mason Stillman
怀俄明州吉莱特
坎贝尔县高中

套筒扳手堪称一项伟大的发明。使用套筒扳手可以轻松处理螺母和螺栓，但是目前的问题是套筒扳手使用起来非常不便。每五秒便需要更换不同尺寸的扳手，这实在是件麻烦事。但是，有了万能套筒后，该问题将不复存在。万能套筒可以自动调节为任何所需的尺寸。因此，您不用再将时间浪费在寻找合适的套筒尺寸上，从而专注于项目，更快速完成任务。万能套筒使用弹簧锁定系统进行调节，以适应您处理的任何尺寸的部件。推得越远，套筒越小。到达合适尺寸时，便会停止。万能套筒具有不同的驱动方头尺寸，涵盖所有套筒尺寸。我向大家展示的万能套筒设计的驱动方头型号为 1/2"。其他型号还包括 1/4"、3/8"、1/2" 及 3/4" 驱动方头。

作者: 创客 时间: 2014-5-19 17:37
2011 年建筑或桥梁二次设计 - 额外奖励类别

第一名：环保型鸟巢体育馆

(, 下载次数: 54)

Jeevan Farias
莫里斯山高中
新泽西州洛克威

2008 年奥运会举办场地北京国家体育馆外观恢弘壮丽，结构极其复杂。其购物中心、照明及大量其他设施需耗费大量电力。在 2011 年维度极限二次设计挑战赛中，我对该体育馆的结构进行了修改，以降低不可再生能源的耗费量。我设计并制作了六个垂直轴风力发电机，用于产生洁净能源。此外，我还设计了两个水电涡轮机，并在屋顶增加了一个椭圆形雨水槽，让雨水可以通过漏斗流向涡轮机。雨水流过涡轮机，直接回到体育馆的灌溉系统以供使用。涡轮机可以为体育馆发电，并将剩余电力供应给国家电网。这将减少体育馆的碳排放量并可创造潜在收入。包覆体育馆的金属条现在将作为屏障和装饰，因为涡轮机将内置于金属条和建筑体之间。增加涡轮机后，还产生了施工、安装和维护工作。3D 打印帮助我找到了激情并实现了愿景。我希望有一天北京国家体育馆将成为节能建筑，为全世界做好榜样。

作者: 创客 时间: 2014-5-19 17:39
2011 年益智游戏设计 - 额外奖励类别

第一名：益智滚球

(, 下载次数: 61)

Kyle Wilkinson
印第安纳州特雷霍特
特雷霍特南维哥高中

这个 3x3x3 的魔方是一个直径为 3.2 英寸的球体。我给这个新魔方取名为“益智滚球”。我之所以选择这个名字是因为破解魔方后，便可打开球体，看到里面的暗室。暗室为直径 2.5 英寸的半球形，可在里面藏东西。我这样做是因为我很喜欢魔方。魔方除了刺激大脑和娱乐周围人，我一直没有发现它还有其他什么用途。因此，我决定为它增加一个功能，把它做成像藏密筒一样，从而可以用来藏东西。益智滚球没有藏密筒安全可靠，因为许多人已经知道如何破解 3x3x3 魔方，而且学起来也不困难。这是我现在能想到的“益智滚球”的唯一一个弱点。要打开球体，首先须解开谜题，就像普通的魔方一样。第二步：逆时针旋转上半部分。第三步：将两部分拉开。然后您将看到暗室，您可以往里面放置要收藏的东西，或者取出已藏在里面的所有东西。第一次打开球体后可能须将其浸泡 6 小时，浸泡前最好将可以清理掉的所有支撑物全部清理干净。

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