Профессор компьютерных наук показал, как распечатать 3-D елку эффективно и с нулевым отходом материалов, с применением первого в мире алгоритма для специального автоматического разложения 3-D объекта; новизна и инновационность технологии состоит в том, что создается новая печать пирамидальной части.

В Университете Саймона Фрейзера компьютерных наук профессор Ричард Чжан показал, как распечатать 3D елку эффективно и с нулевым расходом материалов, с использованием первого алгоритма в мире для автоматического разложения 3D объекта.

Пирамидальная часть имеет плоское основание с остальной частью формы, образующей вверх над основанием без каких-либо выступов, так же, как и пирамида. Пирамидальная форма является оптимальной для 3D-печати, потому что она не несет никаких материальных отходов и экономит время печати.

Алгоритм обещает стать грандиозным новшеством в мире 3D-печати, а также имеет приложение для проектирования пресс-форм и для литья.

Чжан, эксперт по компьютерной графике, специализирующийся на геометрическом моделировании и обработке, разработал алгоритм вместе с аспирантом Райзхен Ху, иностранным студентом из университета Zhejiang в Китае.

Их научный документ «Приблизительная пирамидальная форма разложения» был опубликован в «ACM графике». Кроме того, Ху представил свои исследования на крупной графической конференции SIGGRAPH Азии в Шэньчжэнь, Китай.

При 3D-печати в принтер закладывается расплавленный материал слой за слоем, снизу вверх. Если форма имеет выступы, такие как ветки дерева, дополнительный материал должен быть напечатан под ней в качестве опоры. Этот дополнительный пластик может иметь отходы, которые должны быть удалены, что может быть трудоемким и сложным. Причем удаление отходов материала, который поддерживает полые внутренние или крошечные хрупкие части объекта, как звезда на вершине елки, может быть почти невозможным, не вызывая поломку.

«Прежде с практической точки зрения алгоритм для разложения 3D объектов с наименьшим возможным числом пирамидальных частей было достаточно сложной задачей», — говорит Чжан.

«Важно отметить, что это непрактично для большинства объектов реального мира, которые разложены будут на точно пирамидальные части, так как это может привести к слишком большому числу частей в изделии при 3D печати», — объясняет специалист.

«Райзхен Ху придумал действительно умный способ превращения проблемы, чтобы получить эффективное решение».

Новый алгоритм печати объекта заключается в небольшом количестве почти пирамидальных частей, которые могут делать 3D-печать с небольшими или даже абсолютно нулевыми отходами.

Эти печатные части могут быть склеены вместе с образованием готового объекта. Рождественская елка, например, делится пополам для изготовления, а затем склеивается.

И формование, и литье — обе идеи схожи, объясняет Чжан. «Если формованные или отлитые части пирамидальной конструкции затем удалить или бросить после изготовления — это не приведет к какой-либо поломке», — говорит он.

В соответствии с темой Рождества он предлагает шоколатье, как можно также использовать такой алгоритм для разработки шоколадных форм для новогодних елок или шоколадных оленей.

Данное предновогоднее исследование поддержано NSERC и ГРАНД NCE финансированием. Райзхен Ху был поддержан Советом стипендий Китая. 3D-принтер был приобретен Gruvi лабораторией, благодаря NSERC и гранту на получение средств на проводимое исследование.