盡管在過去10年里,，3D打印已經(jīng)取得了很大的進展,，比如可以實現(xiàn)多材料打印，制造強大的功能對象等,，但是,，由于沒有用戶友好的使用界面，對于很多非程序員來說,，要創(chuàng)建一個由多種材料（或材料的混合物）制成的對象仍然是一件很有挑戰(zhàn)性的事情,。

　　如今，這一障礙有望得到解決,。本周,，來自麻省理工學(xué)院計算機科學(xué)和人工智能實驗室將推出“Foundry”，這是一個可自定義設(shè)計各種基于多材料的3D打印對象的軟件。

　　研究人員使用Foundry軟件設(shè)計,、3D打印的多材料乒乓球拍

　　“在傳統(tǒng)制造業(yè),，包含不同材料的對象通常是通過分別單獨制造、然后再組裝/焊接/粘結(jié)在一起的,?！痹撜撐牡牡谝蛔髡摺⒉┦可鶮iril Vidim?e說“即使是當前的多材料3D打印機也有相似的工作流程——部件先在傳統(tǒng)的CAD系統(tǒng)中一次設(shè)計完成,，然后打印軟件允許用戶將單個的材料分配給每個部件,。”

　　相比之下,，F(xiàn)oundry允許用戶在前所未有的精細分辨率條件下改變屬性,。

　　研究人員使用Foundry軟件設(shè)計、3D打印的骨骼

　　“這就像針對3D材料的Photoshop,，你可以用它設(shè)計出由全新復(fù)合材料制成的對象,，該材料會有最優(yōu)的機械、熱學(xué)和導(dǎo)電性能,?！盫idim?e說：“你唯一的限制是自己的創(chuàng)造力?！?/p>

　　為了展示該軟件的功能,，研發(fā)團隊設(shè)計并制作了一個乒乓拍、帶反光表面的滑雪板,、三輪車車輪,、頭盔，甚至還有可用于外科手術(shù)規(guī)劃的骨骼,。

　　研究人員使用Foundry軟件設(shè)計,、3D打印的多材料滑雪板

　　據(jù)小編所知，使用現(xiàn)有設(shè)計工具來重新設(shè)計多材料對象往往需要一位經(jīng)驗豐富的工程師花費很多天時間——而且有些設(shè)計可能完全無法實現(xiàn),。但是Foundry軟件可以讓您在幾分鐘內(nèi)完成這些設(shè)計,。

　　此項研究論文的合著者包括MIT教授WojciechMatusik和他在計算制造組里的學(xué)生：博士研究生AlexandreKaspar和前研究生YeWang。該論文將會于本周晚些時候在東京舉辦的計算設(shè)備用戶界面軟件與技術(shù)專題討論會（UIST）上公布,。

　　Foundry是如何工作的

　　當下的多材料3D打印機主要用于原型,，這是因為目前使用的材料并不是非常實用。用戶通常先創(chuàng)建初步模型,，再作出快速的調(diào)整,，然后重新打印它們。

　　而Foundry則是作為幫助創(chuàng)建這種多材料對象的一個“界面”,。要使用它,，您首先需要在傳統(tǒng)的CAD軟件（像SolidWorks等）中設(shè)計出對象,。當該設(shè)計文件被輸出后，您就可以通過創(chuàng)建一個“操作圖（operatorgraph）”來確定對象的組成,，這個“操作圖”中會包括大約100種微調(diào)動作的任何一個,，這些微調(diào)動作被稱為稱為“操作（operators）”。

　　這些“操作”可以“細分（subdivide）”,、“重新映射（remap）”或“分配（assign）”材料,。有些“操作”只是將對象劃分為兩個或更多不同的材料，而還有的“操作”會實現(xiàn)從一種材料到另一種材料的逐步過渡,。

　　Foundry可以混合和匹配任意組合材料,，并將特定屬性分配給不同的對象，或者結(jié)合不同“操作”創(chuàng)造出新對象,。

　　例如,，如果您想制造一個兼具剛性和彈性的立方體，那么您就可以分配一個“剛性操作”使一部分變硬,，以及一個“彈性操作”使另一部分變彈性,，還有一個“梯度操作”來實現(xiàn)兩種材料之間的逐步過渡。

　　用戶可以在設(shè)計過程中隨時預(yù)覽,，而不是在打印完成后才能夠看到是什么樣子,。

　　系統(tǒng)測試

　　為了測試Foundry軟件，研究人員找了一些非設(shè)計師作為測試人員,。這些測試人員需要以多材料的形式重現(xiàn)三個不同的對象：一只泰迪熊,、骨結(jié)構(gòu)和帶輪胎的車輛。研究人員只是花了一個小時的時間做說明解釋,，測試人員就設(shè)計出了骨,、帶輪胎車輪和泰迪熊，平均花費的時間分別是56,、48和26分鐘,。

　　除了進行用戶研究之外，團隊也還為一輛童車設(shè)計了一種特殊的車輪（見下圖）,。這個車輛使用了一種改進的結(jié)構(gòu)以最大化橫向強度,；以及一種泡沫外輪來增加舒適性。

　　該研究得到了美國國家自然科學(xué)基金（NSF）的資助,。