Om du inte gillar att vandra genom stora butiker och försöka hitta möblerna du behöver, och sedan kämpa för att montera det, forskare har föreslagit en lösning:Smart programvara som hjälper dig att designa dina egna möbler, 3-D-skriv ut skarvarna och montera hela strukturen hemma.

"Detta arbete har konsekvenser för att förändra hur leveranskedjan fungerar, " sa Karthik Ramani, Purdue Universitys Donald W. Feddersen professor i maskinteknik. "Ett verktyg som detta gör konsumenter till producenter."

Forskarna presenterade verktyget, kallad "Shape Structuralizer, " vid 2019 ACM CHI-konferens om mänskliga faktorer i datorsystem i Glasgow, Skottland på måndag (6 maj).

Det finns ett problem:Branscherna för ett sådant verktyg – ett sätt att plocka upp delar för att 3D-printa dina mönster eller få delarna skickade till dig – finns inte ännu.

"Vi vet ännu inte vilken form de idéer vi har visat kommer att ta när de är tillgängliga för konsumenterna. Men vi har visat ett sätt att ett verktyg kan anpassa sig till användaren snarare än tvärtom, ", sa Ramani. "Detta skulle lokalisera tillverkning och skära tråkiga steg mellan design och tillverkning."

Shape Structuralizer är ett steg mot att skapa dessa industrier genom att göra strukturdesign "öppen källkod, " på samma sätt som Apple tillhandahåller en plattform för vem som helst att skapa appar, eller hur Tesla gjorde sina patent på elbilsteknik fritt tillgängliga för allmänheten.

Teknik med öppen källkod har varit i trend med den så kallade "makarrörelsen, " där människor designar eller uppfinner sina egna tjänster och produkter.

Ramanis C Design Lab arbetar med sätt att koppla samman makerrörelsen till tillverkning. Hans team utvecklar algoritmer som ökar användbarheten och effektiviteten i att designa 3D-utskrivna objekt, till exempel ett verktyg för att bygga strukturer gjorda av kartong eller en plattform som är en fristående 3D-skrivare.

Nuvarande verktyg för konstruktion och analys av strukturer, såsom datorstödd design (CAD) och finita elementanalys (FEA), kräver mycket kunskap och utbildning att använda. De har inte heller inbyggd hjälp för någon utan ingenjörs- eller arkitekturbakgrund. Detta fick Ramanis labb att skapa Shape Structuralizer.

Med Shape Structuralizer, en användare skannar eller importerar först en form till programmet. Därefter guidar och validerar verktyget designen, automatiskt uppskatta vikten eller krafterna som varje del av strukturen kan ta på sig, rangordna alternativa konstruktioner och beräkna storleken på kopplingar inom en ställning av vad som kommer att bli en komplett struktur.

Forskarna fann att studiedeltagare med liten erfarenhet av design eller tillverkning fortfarande kunde bygga ett strukturellt sunt objekt, till exempel en bokhylla med 3D-tryckta skarvar, på under 35 minuter.

"Det är som att Google gissar vad du tänker söka utifrån vad du skriver. Shape Structuralizer gissar vad du tänker designa baserat på formen du importerade och hur du arbetar i programmet, sa Ramani.

Även om det är tänkt att göra 3D-utskrift och strukturdesign mer tillgänglig för allmänheten, dessa verktyg förenklar också arbetsflödet för dem som vill specialisera sig på design och tillverkning. Formstrukturerare, till exempel, kombinerar expertis från flera områden till ett enda system, vilket gör möbeldesign snabbare och effektivare.

"Vi vill ge alla möjlighet att designa strukturer - och se till att de är strukturellt sunda, "Sa Ramani.