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MIT新软件可生成具有定制机械特性的3D打印微结构
2018-02-06浏览量:138评论数:
来自麻省理工学院计算机科学和人工智能实验室(CSAIL)的研究人员正处于新材料设计的前沿,而根据最近的一项研究,刚刚取得了重大突破,可能会对3D打印产生影响。最近发表在“科学进展”杂志上的这项研究详细介绍了一种能够基于材料的期望特性生成微观结构的新系统。换句话说,材料设计师可以输入他们想要材料的属性,程序会自动设计一个微观结构来满足这些需求。



微观结构几乎存在于一切:从我们自己的骨头、植物、甚至海贝壳。事实上,研究人员往往转向自然界的奇迹,以深入了解人造材料的优化。例如,一个努力从龙虾中获得了新的更有效的3D打印防弹衣的发展灵感。

在最近的MIT项目中,研究人员已经成功地使用他们的系统来设计和生产具有三种不同但同样优化的机械性能的微结构。然而,这个项目的领导者,电气和计算机科学副教授Wojciech Matusik说,这只是软件潜力的开始。

他解释说:“我们做的是相对简单的机械性能,但是可以将其应用于更复杂的机械性能,或者将其应用于热性能、机械性能、光学性能和电磁性能的组合。 “基本上,这是一个为超材料发现最佳结构族的完全自动化过程。”



这个微观结构的启示来自同一个团队的历史研究成果,这个研究团队可以追溯到去年夏天,他们开发了一个仿真软件,可以根据它们的力学性能快速准确地“评分”3D模型。虽然系统本身非常复杂(包括测量微观结构的几何相似性,聚集在一起,提取骨架以及关联几何和属性),但用户可以从完全自动化中受益。

这种多功能的技术不仅可以用来评估任何微观结构的集合,而且据报道可以与现有的材料设计方法结合使用。也就是说,该系统不仅可以用于有机材料开发,还可以用于从头开始设计自己的微结构的研究人员。

Matusik说:“你可以把它放到你的采样器的桶里。 “所以我们保证我们至少和以前做的一样好。”参照3D打印,微结构生成系统可以使用户定制3D打印部件的机械特性。假设您需要具有特定强度和刚性的骨骼植入物:系统可以生成可满足要求的3D可打印微观结构。

麻省理工学院的研究项目得到了美国国防部高级研究计划局在科学发现计划中简化的复杂性的资助。

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