儿童设计游乐场设备测试3D打印和虚拟现实软件
在一篇题为“用虚拟现实（VR）和3D打印设计游乐场设备”的论文中，作者Christian Knaapen认为在设计3D物体时，虚拟现实是必要的。他说，在CAD程序中，2D屏幕上的3D对象与最终对象之间存在脱节问题，最终物体可以四处走动并与之交互，因此是虚拟现实是必要的。然而，将在虚拟现实中制作的模型转换为3D打印并不简单，因为3D打印需要显示许多所需的属性。这些属性包括：
•物体应包含一个与打印平台接触的连接组件。
•该物体能够站立而不摔倒。
•该结构合理。
在他这个项目上，Knaapen开发了一个程序，在虚拟现实模型中分析这些属性。他说，这是第一个在虚拟现实中运行的3D打印分析程序。
为了测试这个程序，Knaapen让当地学校的35名儿童在Google Blocks中设计游乐场设备，然后对模型进行分析和3D打印。孩子们分成2组或3组，共计16组。该项目包括三个阶段：第一个阶段，孩子们被介绍到Google Blocks并开始设计他们的游乐场设备；他们在第二次会议中完成了他们的设计；在第三次会议中，他们使用Knaapen的软件程序来分析他们自己的模型。然后对设计进行3D打印并测试所需的性能，并选出一个成功的设计作品。
对打印物品的连接性、平衡性和强度进行了测试。通过观察在移除支撑物之后的打印物是否保留在一个部件中来测试连接性，并且通过将打印物品放置在其设计的方向上的平坦表面上并且看它是否保持直立来测试平衡。通过从75厘米的高度（标准桌子的高度）到硬表面上进行跌落测试来测试强度。如果打印物品没有破裂或明显变形，则认为它对于日常使用来说足够强大。
在移除支撑物后，13个模型连接在一起，并且没有脱落。14个模型通过了平衡测试，7个模型通过了强度测试。
“我们可以将这些结果与我们项目分析的预测进行比较。”Knaapen说，“我们对每个房产分别进行此这项工作，如表5.3所示。连通性分析正确地预测了92.9％的例子的结果，其中一次没有正确预测是由于打印准确性和薄区域。我们观察到平衡分析正确地预测了一切。尽管如此，考虑到样本量，我们仍然无法得出结论。我们只需要在16个模型上测试我们的程序，这意味着可能存在功能不足的边缘情况。强度分析显示了一些问题，并且仅在50％的情况下正确预测了物理印刷的强度。此外，如果它确实预测了强度问题，通常无法预测模型的哪个部分会正确弱化，如图5.10所示。”
Knaapen总结说，虽然还需要进一步的研究，但该项目是了解将虚拟现实中创建的模型转换为3D打印所需的第一步。虽然这不是实验的目的，但它也是一个很好的方法，让孩子们通过设计自己的运动场设备来了解3D打印和虚拟现实。
