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MIT:成功开发3D打印“玻璃缝纫机”

  早在2015年8月,麻省理工学院(MIT)媒体实验室的Mediated Matter项目成功地开发出了具有相当精度的玻璃3D打印机。近日,Mediated Matter与该校玻璃实验室以及著名数学家Pierre-Thomas Brun博士共同合作,针对这一玻璃3D打印机开发出了一种基于数学计算的“熔态玻璃缝纫机(molten glass sewing machine)”应用。

  据了解,在“熔态玻璃缝纫机”应用中,其独特的3D打印机喷嘴将摇摆着在一定的高度水平上连续挤出熔融玻璃,从一边到另一边,从而形成波浪和环状,这一过程可以通过调节喷嘴的速度精确控制。因此,该应用可以使得Mediated Matter项目开发的玻璃3D打印机创建出复杂的3D打印玻璃器皿。

  “通常在3D打印时,常规的方法是喷嘴往往非常接近要打印的对象。”Brun博士解释说。“但是他们的3D打印机喷嘴则离得比较远。在这种情况下,你也可以不用让熔融的材料垂直落下并且直线移动,相反可以创造一种线圈似的图案结构,就像把蜂蜜挤在吐司上。”

  这些图案就是Brun要研究的主题,也是两个实验室为什么邀请他加入的原因。这位数学家很快就在其中起到了关键作用。

  “我提出了一个简化模型来解释这些对象的动态行为。”他说。“这样我就有了一个办法来合理化他们观察到的模式。然后我们开始共同工作,以创建出用这些模式作为基本构建单元的结构。”

  通过合理化这些模式,Brun博士能够把一个可能的缺陷变成在构建3D对象中可以精确操纵的变量。“这些线圈可能看上去很复杂,但你可以用非常简单的方法来合理化他们。”Brun博士解释说:“要做到这个你只需要一个数字——玻璃落到表面的速度有多快?”

  如果熔化的玻璃下落速度比喷嘴前进的速度慢,那么喷嘴挤出的线将成波浪状,而不是一条直线,如果喷嘴速度进一步降低,小的交替圆圈将出现在轨迹中,如果其前进的速度进一步降低,这些小圆圈将变成更大的线圈。

  Brun博士和他的同时将3D打印机比作一台缝纫机,因为这两种非常不同的技术产生的是类似的线条图案。“它在做的是一台缝纫机做的事情。”Brun博士观察说:“你从一根线开始,然后形成一个彼此拼接的图案——只不过这次它们换成了玻璃。”

  研究人员们称,这个有趣的技术也可以用于雕刻或者其他3D打印项目。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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