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利用PolyJet技术和GrabCad Voxel打印技术3D打印魔幻的材料

利用PolyJet技术和GrabCad Voxel打印技术3D打印魔幻的材料

2020-12-01 15:41

立体印刷在设计界已经存在多年,一般会出现在新奇玩具、电影海报和交易卡身上。这种技术的原理是将两幅或多幅图像与一系列的放大镜、或透镜、结合在一起,从而创造出会根据不同视角,会有不同变化的设计。

 

 

这可以用来创建动画帧,会产生动态的效果,或揭示隐藏的图像或信息。在过去,它总是被限制在二维设计上。

“我们期待着设计师能够制作出令人意想不到的作品,甚至是发掘到现实世界不存在的东西—或许我们正在颠覆这世界。

—曾佳妮 工业设计师”

邓宏浩 (左)和曾佳妮 (右)

当MIT媒体实验室拿到一台Stratasys J8系列3D打印机时,两位设计师看到了创造的无限可能。工业设计师曾佳妮和计算设计师邓宏浩当时是麻省理工学院的研究人员,后来共同创办了一家名为Butlr Technologies的AIoT视觉公司。

两位设计师与他们的顾问Axel Kilian教授和Stefanie Mueller教授一起,希望利用PolyJet 3D打印机的多材料功能,创造出传统材料设计无法实现的东西。

曾佳妮解释说,许多设计师主要依靠3D打印来进行原型设计,并没有意识到它能带来更广泛的设计可能。"利用多材料打印进行设计行业研究的人并不多。" "也没有多少工具可以让设计师充分操控功能,或者设计出真正自由的设计。"邓宏浩说。

他们有兴趣突破传统设计的局限性,不再只是简单复制已经存在的材料。曾佳妮和邓宏浩想证明,通过多材料打印,可以将数字和物理制造结合起来,创造全新的光学特性和用户体验。

他们设想的是一种动态的物理设计,能够响应用户的互动,但并不依赖机器人或电子元件。今天的消费者已经习惯了互动型产品,但这些产品通常仅限于触摸屏等电子元件。

"Loopop "是世界上第一款互动式棒棒糖,将传统的食品设计玩出了新花样。

这就是光栅打印的作用。他们使用体积设计和GrabCAD Voxel Print™功能来创建融合了透镜效果的3D打印部件。他们的技术依赖于几个不同的功能层,而不仅仅是一个外表面纹理,并要求将信息嵌入到每个三维像素(voxel)中。

J8系列上启用的Stratasys Voxel Print软件可以在voxel层面进行定制,从而可以生成相应位置的球形透镜。

"这有点像将时间序列嵌入到材料中—我们必须深入到体素层面才能实现这些交互式的结果。"邓宏浩解释说。

曾佳妮和邓宏浩不得不发明了一种新的计算通道,以便计算出每个理想的透镜几何形状。由于设计的所有方面都是相互依存的,必须考虑整体形状、颜色和图案的位置以及纹理,以便准确地生成透镜,透镜模型必须首先用CAD设计,然后以物理形式完全准确地复制。

"这一点用其他方法是做不到的。"曾佳妮说。他们还依靠多材料能力来开发透镜模型。"3D打印透明材料的能力是一个巨大的优势—用传统的设计方法,透明设计很难创建,你也无法进行大量的测试。"

3D打印透明材料的能力使曾佳妮和邓洪浩能够探索光学效果,并确定生成透镜的最佳方法。

该设计包括两个基本层:

  • 一个是带有透镜的顶层
  • 另一个是嵌入颜色和图案的底层

透镜使用 VeroClear™ 进行 3D 打印,而底层则使用 VeroVivid™ 系列刚性材料打印。该技术可用于创建各种3D透镜设计,如变换图案、交互式书面内容,甚至使用Agilus30 Clear™等柔性材料可实现触摸感应的视觉效果。

屡获殊荣的 "Unream "是一款 "夜间明灯",可以创造动态变色的用户体验。

起初只是一个冒险的想法,后来却成了一个具有现实和更有潜力的项目。

看到最终部件的设计师们都不敢相信它们是3D打印出来的。这种魔幻的材料立刻在设计界获得了更广泛的认可,并在2020年获得了两个红点设计奖,其中包括 "最佳作品奖"。

时尚品牌threeASFOUR已经发现了透镜设计会带来更不一样的效果。比如2019年的Chro-Morpho系列­­—灵感来自彩虹色昆虫翅膀的作品。

Stratasys与设计师们合作,将球形透镜细胞直接3D打印到聚酯纤维面料上,最终形成了一件随着运动而改变颜色的衣服。

对曾佳妮和邓宏浩来说,光栅3D打印代表了材料设计的进化,它同时依附于数字和动态世界。"这是新一代的材料,"邓洪浩说。"未来的设计是动态交互式的。"

源文摘自:Stratasys

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