從設(shè)計到制造｜GrabCAD Voxel Print體素級多材料控制能力顛覆傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)

來源： Stratasys

新加坡科技設(shè)計大學(xué)(SUTD)是一所成立于2012年的現(xiàn)代高校，其使命在于通過實踐式學(xué)習(xí)和基于技術(shù)的設(shè)計培養(yǎng)技術(shù)型領(lǐng)導(dǎo)人才,。

SUTD的數(shù)字制造和設(shè)計中心(DManD)的研究人員致力于將數(shù)字設(shè)計和高級制造技術(shù)相結(jié)合,，不斷開拓新思路和方法，將計算與工程科學(xué)、工業(yè)設(shè)計,、技術(shù)密集型設(shè)計,、建筑和藝術(shù)融于一體。

GrabCAD Voxel Print能夠改變傳統(tǒng)產(chǎn)品的開發(fā)方式,。我們正在創(chuàng)造新的設(shè)計合成與自動化模式,，將創(chuàng)造性和技術(shù)性融入其中，以充分利用這項顛覆性技術(shù),。

——Martin Dunn教授
SUTD DManD研究部副院長兼聯(lián)合總監(jiān)

DManD研究人員已利用定制切片機(jī)和 GrabCAD Voxel Print實用程序探索了傳統(tǒng)細(xì)木工系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)行為,。圖片由Teo Jansen提供。

SUTD DManD研究部副院長兼聯(lián)合總監(jiān)Martin Dunn教授表示：
“在這個方向上,，我們關(guān)注三大主題,。一個是使用多種材料，特別是軟體材料,，進(jìn)行增材制造,，創(chuàng)造出多功能組件、零件和產(chǎn)品,。第二個是3D納米制造,。第三個主題是3D數(shù)字紡織品和復(fù)合材料�,！�

探索體素級別的設(shè)計
隨著團(tuán)隊研究進(jìn)一步深入到材料屬性和新的設(shè)計方式,，他們將探索預(yù)定義數(shù)字材料以外的可能性。利用Stratasys J系列多材料3D打印機(jī)上的GrabCAD Voxel Print™實用程序來創(chuàng)造產(chǎn)品,，DManD研究人員可在空間內(nèi)逐點精準(zhǔn)處理材料和結(jié)構(gòu),，最小精確到立體像素或體素級別。

體素級別控制的3D打印技術(shù)讓我們可以以前所未有的尺度和分辨率打造微觀結(jié)構(gòu)和宏觀產(chǎn)品,。這項技術(shù)切實推動我們開發(fā)新工具,，使人們能夠憑借這種新崛起的制造能力來進(jìn)行設(shè)計。

——Martin Dunn教授
SUTD DManD研究部副院長兼聯(lián)合總監(jiān)

借助GrabCAD Voxel Print,，DManD研究人員可以打造全新的數(shù)字材料,，以滿足每個專項研究項目的特定功能或美觀需求。

體素級別控制技術(shù)真正地改變了我們思考設(shè)計的方式,，現(xiàn)在,，我們可以直接從環(huán)境中掃描紋理效果，并通過這些圖像創(chuàng)建紋理和微觀結(jié)構(gòu),。同時,，還可以觀察包括觸覺、聲學(xué),、結(jié)構(gòu)折皺和熱屬性在內(nèi)的各種屬性,，從而對多種設(shè)計方案進(jìn)行快速原型制作,。

——Sayjel Patel
SUTD DManD研究助理

研究人員可以打造屬于自己的計算分析和設(shè)計工具、模型層切片機(jī),，并控制體素級別的屬性,，最終生成位圖或PNG文件。GrabCAD Voxel Print是已切片數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)與3D打印機(jī)之間的通信工具,，生成的3D模型所擁有的特定屬性是其他方法無法實現(xiàn)的,。

多尺度結(jié)構(gòu)和材料設(shè)計
DManD研究人員已利用這種新方法制作了一張聯(lián)鎖桌，用于研究傳統(tǒng)細(xì)木工系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)行為,。制作聯(lián)鎖桌具有很大的挑戰(zhàn)性,，因此Sawako Kaijima及其研究人員團(tuán)隊設(shè)計了一個定制切片機(jī)，用于逐層分配材料,，使用GrabCAD Voxel Print在Stratasys J系列打印機(jī)上3D打印細(xì)木工系統(tǒng),。

“通過選擇性材料沉積，我們可以設(shè)計和制作具有異質(zhì)屬性的物體,，與由同質(zhì)材料分布構(gòu)成的物體相比,，擁有更卓越的功能特性�,！盤atel說道,。

借助定制切片機(jī)和GrabCAD Voxel Print，研究人員3D打印了一張具有VeroClear™,、Vero PureWhite™和TangoPlus™漸變屬性的聯(lián)鎖桌,。

最終的3D打印桌兼具功能性和美觀性，可承受結(jié)構(gòu)負(fù)載,，無需機(jī)械緊固件，圖片由Teo Jansen提供

“該項目是未來設(shè)計工作的體現(xiàn),，設(shè)計師不僅要創(chuàng)建幾何結(jié)構(gòu),，而且還要從微觀尺度設(shè)計材料，以實現(xiàn)更出色的功能與外觀,�,！盌unn表示道。

DManD研究人員還制作了多材料軟晶格結(jié)構(gòu),，可承受較大的非線性變形,。軟晶格含有彎曲組件，這些組件擁有隨空間而變的厚度和材料,，可以形成自由幾何形狀,。研究人員利用另一個定制切片機(jī)控制材料硬度和行為，還可以制造出性能更優(yōu),、更為設(shè)計所需的精確軟性晶格結(jié)構(gòu),。

GrabCAD Voxel Print能夠改變傳統(tǒng)產(chǎn)品的開發(fā)方式,。我們正在創(chuàng)造新的設(shè)計合成與自動化模式，將創(chuàng)造性和技術(shù)性融入其中,，以充分利用這項顛覆性技術(shù),。
——Martin Dunn教授
SUTD DManD研究部副院長兼聯(lián)合總監(jiān)

DManD研究人員使用定制設(shè)計、分析和切片機(jī)為該鞋具原型打造出多材料軟晶格結(jié)構(gòu),，用于控制空間上的材料硬度和行為,。