設計から製造まで | GrabCAD Voxel Print のボクセルレベルのマルチマテリアル制御機能は、従来の製品開発を覆します

この投稿は、Little Soft Bear によって 2022-1-27 11:11 に最後に編集されました。

出典: ストラタシス

シンガポール工科デザイン大学（SUTD）は、実践的な学習とテクノロジーベースのデザインを通じて熟練したリーダーを育成することを使命として 2012 年に設立された近代的な大学です。

SUTD のデジタル製造およびデザインセンター (DManD) の研究者は、デジタルデザインと高度な製造技術を組み合わせ、計算と工学科学、工業デザイン、技術集約型デザイン、建築、芸術を融合する新しいアイデアや方法の開拓に取り組んでいます。

GrabCAD Voxel Print は、従来の製品の開発方法を変えることができます。私たちは、この破壊的なテクノロジーを最大限に活用するために、創造性とテクノロジーを融合したデザインの統合と自動化の新しいモデルを構築しています。

——マーティン・ダン教授
SUTD DManD 副学部長兼共同研究ディレクター

DManD の研究者は、カスタムスライサーと GrabCAD Voxel Print ユーティリティを使用して、従来の木工システムの構造的動作を調査しました。画像提供：Teo Jansen。

SUTD DManDの副学部長兼研究共同ディレクターのマーティン・ダン教授は次のように述べています。
「この方向では、3つの主要なテーマに焦点を当てています。1つは、さまざまな材料、特に柔らかい材料を使用して、多機能コンポーネント、部品、製品を作成するための積層造形です。2つ目は、3Dナノ製造です。3つ目は、3Dデジタルテキスタイルと複合材料です。」

ボクセルレベルのデザインを探索する<br /> チームは、材料特性と新しい設計アプローチをさらに深く探求しながら、定義済みのデジタル材料を超えた可能性を模索していきます。 Stratasys J シリーズマルチマテリアル 3D プリンタの GrabCAD Voxel Print™ ユーティリティを使用して製品を作成することで、DManD の研究者は、空間内のポイントごとに、3 次元ピクセル (ボクセル) のレベルまで、材料と構造を正確に操作できます。

ボクセルレベルの制御を備えた 3D 印刷技術により、これまでにない規模と解像度で微細構造やマクロ製品を作成できます。このテクノロジーは、新しい製造能力を使って設計することを可能にする新しいツールの開発を本当に推進しています。

——マーティン・ダン教授
SUTD DManD 副学部長兼共同研究ディレクター

GrabCAD Voxel Print を使用すると、DManD の研究者は、それぞれの専用研究プロジェクトの特定の機能的または美的ニーズを満たす新しいデジタルマテリアルを作成できます。

ボクセルレベルの制御により、環境から直接テクスチャをスキャンし、これらの画像からテクスチャと微細構造を作成できるようになり、デザインに対する考え方が大きく変わります。同時に、触覚、音響、構造上のしわ、熱特性など、さまざまな特性を観察できるため、複数の設計オプションの迅速なプロトタイピングが可能になります。

——セイジェル・パテル
SUTD DManD 研究アシスタント

研究者は、独自の計算分析および設計ツールを構築し、レイヤースライサーをモデル化し、ボクセルレベルのプロパティを制御して、ビットマップまたは PNG ファイルを生成できます。 GrabCAD Voxel Print は、スライスされたデジタルデータと 3D プリンター間の通信ツールであり、他の方法では不可能な特定のプロパティを持つ 3D モデルを生成します。

マルチスケール構造と材料設計
DManD の研究者たちは、この新しい方法を使用して連結テーブルを作成し、伝統的な木組みシステムの構造的動作を研究しました。連結テーブルの作成は困難であったため、貝島佐和子氏と彼女の研究チームは、GrabCAD Voxel Print を使用して Stratasys J シリーズプリンターで接合システムを 3D プリントし、材料を層ごとに分配するカスタムスライサーを設計しました。

「選択的な材料堆積により、均質な材料分布で構成された物体に比べて優れた機能特性を持つ異質特性を持つ物体を設計し、製造することができる」とパテル氏は述べた。

研究者たちは、カスタムスライサーと GrabCAD Voxel Print を使用して、VeroClear™、Vero PureWhite™、TangoPlus™ のグラデーション特性を備えた連結テーブルを 3D プリントしました。

完成した 3D プリントテーブルは機能的であると同時に見た目も美しく、機械的な留め具を必要とせずに構造的な負荷に耐えることができます。画像提供: Teo Jansen 「このプロジェクトは、デザイナーが幾何学的構造を作成するだけでなく、より優れた機能と外観を実現するためにマイクロスケールで材料を設計するという、デザイン作業の未来を反映しています」と Dunn 氏は述べています。

DManD の研究者らは、大きな非線形変形に耐えられるマルチマテリアルのソフト格子構造も製造しました。ソフトラティスには、空間的に変化する厚さと材質を持つ曲線コンポーネントが含まれており、自由な形状の幾何学的形状に形成できます。研究者たちは、別のカスタムスライサーを使用することで、材料の硬度と挙動を制御し、性能が向上し、より正確な設計要件を満たす柔らかい格子構造を作成することができました。

GrabCAD Voxel Print は、従来の製品の開発方法を変えることができます。私たちは、この破壊的なテクノロジーを最大限に活用するために、創造性とテクノロジーを融合したデザインの統合と自動化の新しいモデルを構築しています。
——マーティン・ダン教授
SUTD DManD 副学部長兼共同研究ディレクター

DManD の研究者は、カスタム設計、分析、ミクロトームマシンを使用して、靴のプロトタイプ用に複数の材料からなる柔らかい格子構造を作成し、空間内での材料の剛性と動作を制御しました。