Программное обеспечение с открытым исходным кодом OpenVCAD позволяет преобразовывать сложные градиентные проекты в код, готовый к печати на 3D-принтере, для применения в передовых инженерных разработках.
Градиентные решётки с мягкими и жёсткими элементами
Создание и 3D-печать градиентов, где два материала постепенно переходят один в другой, представляет собой чрезвычайно сложную задачу. Традиционное программное обеспечение для компьютерного проектирования (CAD) обычно предполагает, что в границах различных областей трёхмерного проекта используется один и тот же материал, и с трудом справляется с созданием объектов с действительно непрерывными градиентами.
OpenVCAD может применять специфические механические свойства к определённым частям решётчатых структур, которые часто используются для поглощения ударов, для достижения более сложных конструкций.
Простота проектирования и 3D-печати объектов из разных материалов
С выпуском инструмента OpenVCAD инженерам будет проще печатать на 3D-принтере объекты из множества различных материалов.
Роберт МакКарди, возглавлявший проект в Лаборатории вычислений сборки материи в Университете Колорадо в Боулдере, США, говорит: «В отличие от традиционного программного обеспечения CAD, где вы вынуждены делать набросок всего для каждого изменения, и вы не можете представить градиентные материалы, наш инструмент позволяет пользователям изменять одну небольшую переменную и легко наблюдать за обновлением всего проекта».
«Это первый широко доступный инструмент для проектирования на основе кода, который позволяет создавать сложные объекты при печати, он доступен и интуитивно понятен в написании и проектировании».
Функционально градиентные материалы
Материалы с непрерывными градиентами, называемые «функционально градиентными материалами», могут улучшить механические характеристики материалов, оптимизировать распределение веса и устранить резкие границы между материалами, где в объекте может концентрироваться напряжение.
МакКарди отмечает: «Конечно, история изучения и практики многокомпонентного проектирования существовала задолго до OpenVCAD. Но мы считаем, что необходимость писать специальный код для конкретных проектов каждый раз мешает инженерам заниматься проектированием в той мере, в какой они могли бы».
Исследователи предполагают использовать OpenVCAD для более эффективного проектирования печатаемой градиентной электроники, датчиков и радиочастотных компонентов для устройств. Они также предполагают, что этот метод может объединить принципиально разные материалы, такие как гибкие эластомеры и жёсткие полимеры, для создания новых конструкций в области мягкой робототехники.
Программное обеспечение представлено в статье, опубликованной в журнале Additive Manufacturing.