Le bois est considéré comme un matériau de development attrayant pour des raisons esthétiques et environnementales. La building d’objets en bois utiles nécessite des constructions complexes et des moyens de relier les composants entre eux. Les chercheurs ont créé une nouvelle application de conception 3D pour simplifier considérablement le processus de conception et fournir également des guidance à la fraiseuse pour produire efficacement les composants conçus. Les conceptions ne nécessitent pas de clous ni de colle, ce qui signifie que les content articles fabriqués avec ce système peuvent être facilement assemblés, démontés, réutilisés, réparés ou recyclés.



La menuiserie est une pratique aussi ancienne que l’humanité elle-même. À la fois art et ingénierie, il a façonné au sens figuré et littéralement le monde qui nous entoure. Pourtant, malgré son omniprésence, la menuiserie est une compétence difficile et chronophage, conduisant à des prix relativement élevés pour les posts en bois fabriqués à la main comme les meubles. Pour cette raison, beaucoup de meubles en bois autour de nous sont souvent, au moins dans une certaine mesure, fabriqués par des equipment. Certaines machines peuvent être hautement automatisées et programmées avec des conceptions créées sur des ordinateurs par des concepteurs humains. Cela en soi peut être un défi très method et créatif, hors de portée de beaucoup, jusqu’à présent.

Un système interactif pour concevoir et fabriquer des joints de bois structurellement sains

Des chercheurs du département d’informatique créative de l’Université de Tokyo ont créé une application de conception 3D pour créer des composants structurels en bois rapidement, facilement et efficacement. Ils l’appellent Tsugite, le mot japonais pour menuiserie, et grâce à une interface 3D basic, les utilisateurs ayant peu ou pas d’expérience préalable en menuiserie ou en conception 3D peuvent créer des conceptions pour des buildings en bois fonctionnelles en quelques minutes. Ces conceptions peuvent ensuite demander aux fraiseuses de sculpter les composants structurels, que les utilisateurs peuvent ensuite assembler sans avoir besoin d’outils ou d’adhésifs supplémentaires, en suivant les guidance à l’écran.



« Notre intention était de rendre l’art de la menuiserie available à des personnes sans expérience spécifique. Lorsque nous avons testé l’interface dans une étude utilisateur, des personnes novices en modélisation 3D ont non seulement conçu des buildings complexes, mais ont également apprécié de le faire », a déclaré la chercheuse Maria Larsson. . « Tsugite est straightforward à utiliser vehicle il guideline les utilisateurs tout au lengthy du processus étape par étape, en commençant par une galerie de conceptions existantes qui peuvent ensuite être modifiées à des fins différentes. Mais les utilisateurs as well as avancés peuvent passer directement à un manner d’édition manuelle pour une forme as well as libre. la créativité. »

Tsugite donne aux utilisateurs une vue détaillée des joints en bois représentés par ce qu’on appelle des voxels, essentiellement des pixels 3D, dans ce cas de petits cubes. Ces voxels peuvent être déplacés à une extrémité d’un composant à joindre ceci ajuste automatiquement les voxels à l’extrémité du composant correspondant de telle sorte qu’ils sont garantis de s’emboîter étroitement sans avoir besoin de clous ou même de colle. Deux composants ou plus peuvent être joints et l’algorithme du logiciel s’ajustera tous en conséquence. Différentes couleurs informent l’utilisateur sur les propriétés des articulations telles que la facilité avec laquelle elles glissent ensemble ou des problèmes tels que des faiblesses potentielles.

Ce qui rend Tsugite one of a kind, c’est qu’il intégrera le processus de fabrication directement dans les conceptions. Cela signifie que les fraiseuses, qui ont des limits physiques telles que leurs degrés de liberté, la taille de l’outil, and many others., ne reçoivent que des conceptions qu’elles sont capables de créer. Ce qui a tourmenté les utilisateurs d’imprimantes 3D, qui partagent une ascendance commune avec les fraiseuses, est que les logiciels pour imprimantes 3D ne peuvent pas toujours être sûrs du comportement de la device elle-même, ce qui peut entraîner des échecs d’impression.

« Il existe de grandes recherches dans le domaine de l’infographie sur la façon de modéliser une grande variété de géométries de joint. Mais cette approche manque souvent des considérations pratiques de fabrication et des propriétés des matériaux », a déclaré Larsson. « À l’inverse, la recherche dans les domaines de l’ingénierie structurelle et de l’architecture peut être très approfondie à cet égard, mais elle pourrait ne concerner que quelques kinds de joints. Nous avons vu le potentiel de combiner les forces de ces approches pour créer Tsugite. explorez une grande variété d’articulations tout en les maintenant dans des limites physiques réalistes.  »

Un autre avantage de l’incorporation de restrictions de fabrication dans le processus de conception est que les algorithmes sous-jacents de Tsugite ont moreover de facilité à naviguer dans toutes les différentes possibilités qu’ils pourraient présenter aux utilisateurs, vehicle celles qui sont physiquement impossibles ne sont tout simplement pas données en option. Les chercheurs espèrent que grâce à de nouvelles améliorations et avancées, Tsugite pourra être étendu pour concevoir non seulement des meubles et de petites buildings, mais également des bâtiments entiers.

« Selon les Nations Unies, l’industrie du bâtiment et de la building est responsable de près de 40% des émissions mondiales de dioxyde de carbone. Le bois est peut-être le seul matériau de construction naturel et renouvelable que nous ayons, et une menuiserie efficace peut ajouter d’autres avantages en matière de durabilité », a déclaré Larsson. « Lors de la connexion des bois avec la menuiserie, par opposition aux fixations métalliques, par exemple, cela réduit le mélange des matériaux. C’est bon pour le tri et le recyclage. De as well as, les joints non collés peuvent être démontés sans détruire les composants du bâtiment. Cela ouvre la possibilité aux bâtiments de être démonté et remonté ailleurs. Ou pour les pièces défectueuses à remplacer. Cette flexibilité de réutilisation et de réparation ajoute des avantages de durabilité au bois.  »

Cette recherche est soutenue par le numéro de subvention JST ACT-I JPMJPR17UT, le numéro de subvention JSPS KAKENHI 17H00752 et le numéro de subvention JST CREST JPMJCR17A1, Japon.

tsugite logiciel