麻省理工学院研究人员开发“影像材料”和双凸透镜3D打印平台

时间：2020-09-04 10:08 来源：中国3D打印网作者：中国3D打印网阅读：次

       中国3D打印网9月4日讯，屡获殊荣的产品和工业设计师Zini曾致力于通过结合物理和数字世界元素的设计来创造切实，响应迅速的消费者体验。她的工作探索了新兴技术（例如AI，IoT，多材料3D打印）带来的新设计思想和材料可能性。
         她的最新作品“光学纺织品”赢得了2020年“红点：最佳之选”奖项，该奖项选自52个国家和地区的4170个参赛作品。这项工作基于她对双凸透镜3D打印技术的研究，在此她介绍了“幻象材料”的概念，该概念说明了未来的设计师如何不仅仅依靠化工厂来进行色彩创造，而是可以将她的方法与3D打印镜头一起使用和简单的色块，以创建随时间或不同视角变化的色相，纹理和折射率。
          尽管双凸透镜印刷不是一个新概念，但它的使用仅限于二维以在平面上创建3D显示效果。它可以创建动画或动作效果，也可以用于设计仅在特定视角下才能正确显示的隐藏消息或图像，通常用于新颖卡片，玩具，磁铁，展示品等中。在麻省理工学院媒体实验室以及Axel Killian教授和Stefanie Mueller教授的支持下，曾剑，邓洪浩和朱印一开发了一种双凸透镜3D打印框架，这是一种三维设计方法，用于设计师控制和创建动态色彩和纹理。他们的目标是“克服传统设计的局限性，消除对简单复制已有材料的需求，创建仅存在于数字世界中的如梦似幻的材料表达方式。”
         从某种意义上说，虽然以前已经开发出了智能材料用于医学或鞋类，但这种新颖的方法是独特的，它试图使材料创建和设计创建比以往更紧密，在数字世界中使用“不可能的”材料并消除了使用传统材料的产品或工业设计中的表面限制。“我们的目标是批评数字和物理世界中的现有设计方法和实验；克服传统设计的局限性，不再需要简单地复制已经存在的材料；将设计媒介分解为“问题”，重组和重塑重要性，以创造独特的表达，形式，特性和体验。”
         他们开发了计算工作流程，以使设计人员可以在任何自由曲面上创建光学效果，然后使用多材料3D打印机（此处的研究人员使用Stratasys J8系列）直接3D打印物理材料/物体。 3D概念将材料打印为双凸透镜，以提供视觉效果，使顶层和底层具有彩色或带图案的基础材料。视觉或功能性信息在体素级别嵌入到物质中，因此它可以动态响应不断变化的环境（移动模式，交互式书面消息或触敏视觉效果），或用户干预而无需任何电气操作或机器人元素。

图片由“幻想材料”和“ Core77奖”提供
体素打印方法可以由熟悉CAD建模的设计人员使用，并且不需要任何编码知识。这也使设计师能够使用新的数字材料“玩CMF”（颜色，材料，饰面），更重要的是，在设计过程的开始就包括表面细节，纹理和折射率，以创建具有动态，交互功能的产品。该方法将为产品设计师，工业设计师或建筑师以及制造商提供设计平台，以数字方式构建下一代物理产品。
为了演示“幻象材料”的可能性，概念产品包括Nseen（具有隐藏的基本信息的极简香水瓶），Loopop（具有变化的颜色图案和独特纹理的棒棒糖），Unream（雕塑灯）和物体由柔性材料制成。

Loopop，Unream和Nseen。图片由Illusory Materials Core77 Awards提供

此外，Zeng和Deng认为“ Illusory Materials”将帮助推进循环经济的设计和制造，防止传统浪费并显着提高产品生命周期中的可回收性和可持续性。作为策略与研究奖（2020年核心77设计奖）的一部分，设计师指出，“如果有一种“超级材料”可以模仿生产中的任何材料特性，我们可能会解决材料浪费，回收，分配等大问题。“虚假材料”本质上是所有人的“一种”材料。打印机材料（由树脂制成）可以模仿不同的材料特性，颜色混合以及任何光学效果。想象未来的外观设计不依赖于次要工艺的各个层，而是依赖于相同材料的单一印刷品。想象有一天，所有材料都可以在没有电子设备的情况下自行显示，可以防止多少浪费？想象一下，有一种材料可以模仿任何材料的特性，并且可以以任何形式进行3D打印，并且可以轻松地回收再利用，成为原始的灯丝。我们相信，采用多材料3D打印将是不久的将来。”
Zeng也是（与Deng一起）联合创始人兼执行董事，于2019年启动了Butlr Technologies，该公司使用低成本的IoT设备和AI进行非侵入式的跟踪和分析人（检测他们的体热，而不是单个图像或视频））在室内或室外运动。它仅跟踪人体的热量即可保护个人隐私，在家庭，零售，旅行，护理和接待环境中具有巨大的潜力，并且是大流行期间特别相关的解决方案，可帮助零售商和博物馆使用更好的工具重新开放，以最大程度地降低风险。

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