3D打印多材料處理軟件界的”Photoshop：Foundry軟件

寂靜天花板

毫無疑問,，3D打印技術(shù)最有前途的一個(gè)新方向之一是多材料3D打印,。然而,，如何定義零件在不同的部位用什么樣的材料,，不同的零件之間如何連接,，材料的定義如何與要實(shí)現(xiàn)的功能結(jié)合起來,，這是多材料打印的難題,。 最近,，麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能實(shí)驗(yàn)室（CSAIL）在多材料打印領(lǐng)域取得了巨大進(jìn)步，他們開發(fā)了名為Foundry的面向多材料設(shè)計(jì)的軟件,，使得多材料3D打印更容易,、更精確的。
被稱為3D打印多材料處理軟件界的”Photoshop”,麻省理工的三維材料Foundry軟件是針對復(fù)雜制造過程中多材料3D打印模型處理軟件,，通過友好的用戶界面和一些前所未有的特征使得打印多材料變得更容易,。 從本質(zhì)上講，該軟件允許制造商,、設(shè)計(jì)師和工程師輕松完成多材料3D打印的設(shè)計(jì)過程,，比如配合麻省理工的MultiFab這樣的打印機(jī)，獲得更復(fù)雜的性能優(yōu)化。包括從新的復(fù)合材料的角度來優(yōu)化,，使得最終產(chǎn)品具有最佳的機(jī)械性能,、熱傳導(dǎo)性能、和導(dǎo)電性能等……
麻省理工的博士生Kiril Vidimce解釋說：“就像傳統(tǒng)制造業(yè)中,，為了生產(chǎn)一個(gè)復(fù)合功能的部件,，先制造不同材料制成的產(chǎn)品，然后通過組裝或粘合劑的方法把這些零件結(jié)合在一起,。多材料3D打印機(jī)的工作流程與此類似：通過傳統(tǒng)CAD系統(tǒng)將獨(dú)立的零件設(shè)計(jì)出來,，然后打印軟件將材料指定給每個(gè)零件�,！倍鳩oundery軟件允許非常精細(xì)的分辨率設(shè)置一個(gè)給定截面材料的性能,。
那怎么使用呢？基本上,，用戶在三維建模軟件中設(shè)計(jì)好零件,，然后零件被導(dǎo)入到麻省理工的多材料軟件中，通過這個(gè)軟件來確定和制定目標(biāo)的材料組成,。軟件的核心功能是“商圖”（Operator graph),，這其中包括了100多種定義方法（或微調(diào)的動作）。用戶可以細(xì)分,、映射或者分配不同的材料到零件模型中的各個(gè)部分。而軟件甚至允許用戶定義他們是否希望材料之間可以干凈的分離,，如果他們想要這些材料之間是漸進(jìn)的分離關(guān)系,。
Foundry軟件的其他功能包括實(shí)時(shí)查看、混合和匹配材料的任意組合,，并指定不同的3D打印對象部分的自定義屬性,。比方說你想讓一個(gè)立方體一部分具有剛性，另一部分具有彈性,，你可以指定一個(gè)“剛性算子”做剛性部分的設(shè)計(jì),，并通過漸進(jìn)的算法來設(shè)計(jì)彈性部分。
目前為止,，MIT的研究小組已成功地設(shè)計(jì)并3D打印出了一個(gè)乒乓球拍,、一個(gè)反光表面的滑雪板、一個(gè)三輪,，和一個(gè)頭盔,。通過這些實(shí)例來說明Foundery軟件的強(qiáng)大功能。很顯然,，能夠控制打印對象的材料分布到一個(gè)非常精細(xì)的分辨率是非常有利的,，所以Foundery軟件的應(yīng)用前景是巨大的。這些用途還可以擴(kuò)展到設(shè)計(jì)現(xiàn)實(shí)感的骨骼和義齒等具有實(shí)際應(yīng)用潛力的產(chǎn)品。
麻省理工希望Foundery不僅將被集成到CAD的工作流程,，也將由設(shè)計(jì)師社區(qū)推廣到各個(gè)不同應(yīng)用領(lǐng)域,。用戶可以通過對材料的成分分配方法，來快速迭代設(shè)計(jì),。而該軟件可以集成物理模擬仿真軟件,，從而使得設(shè)計(jì)迭代更加快速。
麻省理工的這個(gè)項(xiàng)目由美國國家科學(xué)基金會(NSF)資助,。