OpenVCAD: революция в 3D-печати мультиматериалами

Исследователи из Университета Колорадо в Боулдере представили OpenVCAD — новый инструмент с открытым исходным кодом, который значительно упрощает и ускоряет процесс проектирования 3D-объектов из нескольких материалов. Эта инновационная разработка позволяет инженерам создавать сложные изделия, точно определяя расположение различных материалов в одной конструкции.

Разработанный в лаборатории Matter Assembly Computation под руководством профессора Роберта МакКерди, OpenVCAD представляет собой программный пакет, который использует функции и код для маппинга не только форм, но и материалов внутри 3D-объекта. Ранее создание мультиматериальных изделий требовало написания уникального кода для каждого проекта, что значительно замедляло процесс. OpenVCAD решает эту проблему, предоставляя готовую инфраструктуру для пространственно-переменных многоматериальных дизайнов.

Традиционные системы автоматизированного проектирования (CAD) обычно рассматривают объекты как граничные поверхности, подразумевая, что все внутри них сделано из одного материала. Это создает трудности при работе с градиентным дизайном, где два материала плавно переходят друг в друга, например, подошва обуви с переменной жесткостью. OpenVCAD, благодаря своей кодовой основе, позволяет легко создавать такие градиенты и вносить изменения в дизайн, просто корректируя переменные.

“Это первый доступный инструмент для многоматериального, кодо-ориентированного дизайна”, — отмечает Чарльз Уэйд, ведущий разработчик проекта. “Он позволяет создавать объекты с высокой степенью сложности, легкодоступен и интуитивно понятен. В отличие от традиционного CAD-ПО, где каждое изменение требует перерисовки, наш инструмент позволяет пользователям менять одну переменную и наблюдать, как обновляется весь дизайн”.

Потенциал OpenVCAD выходит далеко за рамки лабораторий. Хирурги могут использовать его для создания реалистичных анатомических моделей для тренировок. Специалисты по мягкой робототехнике могут разрабатывать гибкие актуаторы. Инженеры, которым необходимо моделировать сложные мультиматериальные объекты, могут экспортировать готовые файлы для симуляций. Программа также позволяет назначать специфические механические свойства отдельным частям решетчатых структур, используемых, например, для поглощения ударов.

OpenVCAD является полностью открытым проектом, доступным для инженеров по всему миру. Интеграция с Python позволяет легко импортировать репозиторий и начать работу всего одной строкой кода. Команда разработчиков надеется, что их подход к многоматериальному дизайну найдет широкое применение и будет способствовать развитию инноваций в различных отраслях.