3D打印多材料处理软件界的”Photoshop：Foundry软件

寂静天花板

毫无疑问，3D打印技术最有前途的一个新方向之一是多材料3D打印。然而，如何定义零件在不同的部位用什么样的材料，不同的零件之间如何连接，材料的定义如何与要实现的功能结合起来，这是多材料打印的难题。 最近，麻省理工学院计算机科学和人工智能实验室（CSAIL）在多材料打印领域取得了巨大进步，他们开发了名为Foundry的面向多材料设计的软件，使得多材料3D打印更容易、更精确的。
被称为3D打印多材料处理软件界的”Photoshop”,麻省理工的三维材料Foundry软件是针对复杂制造过程中多材料3D打印模型处理软件，通过友好的用户界面和一些前所未有的特征使得打印多材料变得更容易。 从本质上讲，该软件允许制造商、设计师和工程师轻松完成多材料3D打印的设计过程，比如配合麻省理工的MultiFab这样的打印机，获得更复杂的性能优化。包括从新的复合材料的角度来优化，使得最终产品具有最佳的机械性能、热传导性能、和导电性能等……
麻省理工的博士生Kiril Vidimce解释说：“就像传统制造业中，为了生产一个复合功能的部件，先制造不同材料制成的产品，然后通过组装或粘合剂的方法把这些零件结合在一起。多材料3D打印机的工作流程与此类似：通过传统CAD系统将独立的零件设计出来，然后打印软件将材料指定给每个零件。”而Foundery软件允许非常精细的分辨率设置一个给定截面材料的性能。
那怎么使用呢？基本上，用户在三维建模软件中设计好零件，然后零件被导入到麻省理工的多材料软件中，通过这个软件来确定和制定目标的材料组成。软件的核心功能是“商图”（Operator graph)，这其中包括了100多种定义方法（或微调的动作）。用户可以细分、映射或者分配不同的材料到零件模型中的各个部分。而软件甚至允许用户定义他们是否希望材料之间可以干净的分离，如果他们想要这些材料之间是渐进的分离关系。
Foundry软件的其他功能包括实时查看、混合和匹配材料的任意组合，并指定不同的3D打印对象部分的自定义属性。比方说你想让一个立方体一部分具有刚性，另一部分具有弹性，你可以指定一个“刚性算子”做刚性部分的设计，并通过渐进的算法来设计弹性部分。
目前为止，MIT的研究小组已成功地设计并3D打印出了一个乒乓球拍、一个反光表面的滑雪板、一个三轮，和一个头盔。通过这些实例来说明Foundery软件的强大功能。很显然，能够控制打印对象的材料分布到一个非常精细的分辨率是非常有利的，所以Foundery软件的应用前景是巨大的。这些用途还可以扩展到设计现实感的骨骼和义齿等具有实际应用潜力的产品。
麻省理工希望Foundery不仅将被集成到CAD的工作流程，也将由设计师社区推广到各个不同应用领域。用户可以通过对材料的成分分配方法，来快速迭代设计。而该软件可以集成物理模拟仿真软件，从而使得设计迭代更加快速。
麻省理工的这个项目由美国国家科学基金会(NSF)资助。
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