Ступенчатая решетка с мягкими и жесткими элементами. В OpenVCAD можно применять специальные механические свойства к определенным частям решетчатых конструкций, которые часто используются для повышения ударопрочности, для создания более сложных конструкций. Фото: Университет Колорадо в Боулдере
Инженерам стало проще печатать объекты в формате 3D из множества различных материалов с выпуском инструмента OpenVCAD с открытым исходным кодом, который может преобразовывать сложные градиентные рисунки в готовый к печати код для передовых инженерных приложений.
Разработка градиентов и 3D-печать градиентов, в которых два материала постепенно переходят один в другой, чрезвычайно сложны.Традиционное программное обеспечение для автоматизированного проектирования (САПР), как правило, предполагает, что один и тот же материал существует в границах различных областей 3D-дизайна, и с трудом создает объекты с действительно непрерывными градиентами.Распечатанная с помощью OpenVCAD медицинская модель, которую хирурги могли бы использовать для планирования операций. Автор: Университет Колорадо в Боулдере
“В отличие от традиционного программного обеспечения для САПР, где вы вынуждены делать эскизы для каждого изменения и не можете представить различные материалы, наш инструмент позволяет пользователям изменять одну небольшую переменную и легко отслеживать все изменения дизайна”, — говорит Роберт Маккарди, руководитель проекта. проект разработан в вычислительной лаборатории Matter Assembly в Университете Колорадо в Боулдере, США.
“Это первый широко доступный инструмент проектирования на основе нескольких материалов, основанный на коде. Он обеспечивает высокую степень сложности при печати объектов, доступен и интуитивно понятен в написании и дизайне”.
Материалы с непрерывным градиентом, называемые «функционально распределенными материалами», могут улучшить механические характеристики материалов, оптимизировать распределение веса и устранить острые границы раздела материалов, где напряжение может концентрироваться на объекте.
Чайник с градиентной 3D-печатью, изготовленный из 3 различных материалов. Автор: Университет Колорадо в Боулдере
“Безусловно, существует история изучения и практики многоматериального проектирования, которая существовала задолго до OpenVCAD”, — говорит Маккарди.
“Но мы считаем, что накладные расходы, связанные с написанием специального кода для конкретных проектов, каждый раз мешают инженерам выполнять столько проектирования, сколько они могли бы”.
Исследователи планируют использовать OpenVCAD для более эффективного проектирования электроники, датчиков и радиочастотных систем, предназначенных для печати. компоненты для устройств. Они также предполагают, что этот метод может сочетать принципиально разные материалы, такие как гибкие эластомеры и жесткие полимеры, для создания новых конструкций в мягкой робототехнике.
Программное обеспечение представлено в статье, опубликованной в журнале Additive Manufacturing.