Charles Wade, student czwartego roku studiów doktoranckich na Uniwersytecie im Wydział Informatyki CU Boulder opracował OpenVCAD, pakiet oprogramowania, który wykorzystuje funkcje i kod do definiowania zarówno kształtu obiektu 3D, jak i sposobu rozmieszczenia w nim różnych materiałów.
„Z pewnością istnieje historia badań i praktyk w zakresie projektowania wielu materiałów, która istniała na długo przed OpenVCAD” – powiedział MacCurdy, który jest również powiązany z wydziałami informatyki oraz inżynierii elektrycznej, komputerowej i energetycznej. “Wierzymy jednak, że narzut związany z pisaniem konkretnego kodu dla każdego projektu uniemożliwia inżynierom wykonanie jak największej liczby projektów. Dzięki OpenVCAD wykonujemy tę pracę raz — i robimy to naprawdę dobrze — dzięki czemu ludzie mają wbudowaną infrastrukturę do reprezentowania tych przestrzennie zróżnicowanych projektów wielomateriałowych.”
Narzędzie to, stworzone w laboratorium obliczeniowym Matter Assembly Computation Lab, kierowanym przez adiunkta Roberta MacCurdy’ego z Wydziału Inżynierii Mechanicznej Paula M. Rady, jest głównym tematem artykułu w Produkcja przyrostowa który bada, w jaki sposób może usprawnić projektowanie druku 3D z wielu materiałów.
Rozwiązanie ograniczeń tradycyjnych narzędzi CAD
Tradycyjne systemy projektowania wspomaganego komputerowo (CAD) zazwyczaj definiują obiekty na podstawie ich powierzchni granicznych, zakładając, że wszystko wewnątrz tych granic jest wykonane z jednego materiału. Utrudnia to tworzenie płynnie mieszanych struktur, takich jak podeszwa buta, która przechodzi ze sztywnej w miękką.
OpenVCAD działa jako elastyczny zestaw narzędzi programistycznych, który pozwala użytkownikom definiować złożone funkcje materiałów i przypisywać je do określonych regionów na wydruku 3D. „To pierwsze powszechnie dostępne narzędzie do projektowania obejmujące wiele materiałów i oparte na kodzie” – powiedział Wade. „Pozwala na dużą złożoność drukowania obiektów, jest przystępny, a pisanie i projektowanie jest intuicyjne.”
W artykule zaprezentowano także kompatybilność OpenVCAD z różnymi typami drukarek 3D, w tym z tymi, które mogą drukować do pięciu materiałów jednocześnie. Naukowcy podkreślają jego szeroki potencjał – od modelowania medycznego i miękkiej robotyki po symulację inżynieryjną i projektowanie strukturalne. „Możemy polegać na podstawowych możliwościach OpenVCAD w zakresie reprezentowania obiektów składających się z wielu materiałów w wielu różnych domenach” – powiedział MacCurdy. „Ale nadchodzi o wiele więcej rzeczy, którymi jesteśmy podekscytowani i mamy nadzieję, że to podejście do projektowania z wielu materiałów sprawdzi się.”
Jako platforma typu open source, OpenVCAD jest swobodnie dostępny dla inżynierów i badaczy na całym świecie. Zawiera implementację języka Python, umożliwiającą użytkownikom importowanie repozytorium i rozpoczęcie projektowania za pomocą tylko jednego wiersza kodu. „Chcemy, aby było to szeroko dostępne dla ludzi” – powiedział Wade. „Mamy rosnącą bazę zewnętrznych badaczy z innych instytucji, którzy korzystają z tego narzędzia, i mamy nadzieję, że umożliwimy tej społeczności wykonanie najlepszej pracy.”
Od kodu do CAD i nie tylko
Chociaż OpenVCAD koncentruje się na programowalnym projektowaniu opartym na funkcjach, jego rozwój odzwierciedla szerszy ruch w kierunku bardziej dostępnych i inteligentnych procesów modelowania 3D. Na początku tego roku uruchomiono oprogramowanie AI Przewrót w tył trafił na pierwsze strony gazet po zebraniu 30 milionów dolarów finansowania. Założona przez dyrektora generalnego Grega Marka i dyrektora technologicznego Davida Benhaima, nowa firma generatywne narzędzie AI może konwertować obrazy i podpowiedzi tekstowe na części do wydrukowania w 3D.
Wspierane przez firmy venture capital NEA I Andreessen Horowitz (a16z) nowa platforma umożliwia projektantom tworzenie modeli złożonych projektów w wysokiej rozdzielczości w ciągu kilku minut. Po wygenerowaniu pliki można wydrukować w 3D w metalu, włóknie węglowym lub plastiku. Według Marka Backflip stanowi „gigantyczny krok naprzód w przywracaniu projektowania i produkcji do Stanów Zjednoczonych.”
W innym miejscu specjalista ds. materiałów do druku 3D poliSpectra oferty neThing.xyz. Ten Projektowanie generatywne oparte na sztucznej inteligencji Narzędzie umożliwia użytkownikom tworzenie plików CAD do druku 3D za pomocą prostych podpowiedzi. Narzędzie ma na celu uczynienie tworzenia 3D CAD bardziej dostępnym, obniżając barierę wejścia w procesie wytwarzania przyrostowego.
Chcesz pomóc kształtować przyszłość AM? Dołącz do Komitetu Ekspertów do nagród 3DPI Awards 2025, których premiera odbędzie się później tego lata.
Aby być na bieżąco z najnowszymi wiadomościami dotyczącymi druku 3D, nie zapomnij zapisać się do Biuletyn branży druku 3D lub śledź nas dalej Świergot lub polub naszą stronę Facebooku.
Skoro tu jesteś, dlaczego nie zasubskrybować naszego YouTube kanał? Zawiera dyskusje, podsumowania, krótkie filmy i powtórki webinarów.
Prezentowane obrazy Wielomateriałowa struktura kratowa o konstrukcji gradientowej wykorzystywana ze względu na właściwości pochłaniania uderzeń. Zdjęcie za pośrednictwem CU Boulder.
