Nervous System在預拉伸織物上通過3D列印產生自我形成結構

最近，位於麻塞諸塞州的設計工作室Nervous System利用3D列印技術探索了通過在拉伸織物上列印來創建自成形結構的可能性。該專案背後的基本理念是通過在拉伸時在其上列印不同圖案的塑膠，

使織物片成為特定的3D形狀。這種列印的塑膠抑制了表面的收縮，引導拉伸的織物在釋放時呈現其所需的形狀。

Nervous System於2007年由麻省理工學院畢業生Jessica Rosenkrantz和Jesse Louis-Rosenberg創建，一直致力於科學、藝術和科技的交叉。該工作室通過採用一種新穎的工藝，利用電腦類比自然現象來生成設計，

然後採用3D列印等數位製造技術來實現它們，從而創造出獨特而實惠的產品。

這個最新的自成形織物結構專案主要由Nervous System實習生Gabe Fields進行。他的專案與該工作室早期的Floraform 3D列印專案類似，該專案數位化地開發了一系列非凡的花狀結構。

此外，以這樣的方式設計3D列印物體的想法，即其在列印後的最後階段將轉變為期望的形狀，通過將這個最終轉變“程式設計”到結構中，有時被稱為4D列印背後的基本原則。

這種3D印花織物實驗首先在超柔軟織物上列印0.3毫米厚的圖案，然後在印花床上展開。

一旦彈性織物脫離張力，3D列印材料覆蓋的任何區域都將無法收縮，但織物的所有其他區域將被拉在一起。事實上，一些區域比其他地區能夠收縮的事實導致織物三維彎曲，以找到最穩定的形狀。這種轉變是由於織物的彈性與塑膠的剛性相抵觸，直到相反的力達到平衡。

該系統利用了邊界優先展平演算法，該演算法採用數位3D模型並將其展平為二維。這是通過縮小一些區域並擴展其他區域來完成的，從而有效地展開3D模型。然後將形狀的3D和2D版本放入openFrameworks程式中，該程式用於計算模型每個部分所經歷的收縮量。Nervous System專案基本上是從這種扁平二維形狀開始恢復過來的，扭轉了每個區域的收縮情況，以便找到需要列印的形狀，

以實現所需的最終變形並回到原始3D模型。 openFrameworks程式創建一個非均勻的六邊形佈局，可以有效地渲染此形狀。

Fields和其團隊能夠使用這種技術創造令人印象深刻的人臉形狀，包括嘴巴、鼻子和眼窩。他們在Ultimaker 2 FDM機器上列印塑膠。他們還嘗試創造一些其他形狀，包括雞蛋、馬鞍形狀和具有長卷鬚的水母形狀。

Fields的工作建立在過去曾探索的在預拉伸織物上列印的以前的一些項目上。其中包括麻省理工學院自裝配實驗室的“可程式設計材料”和“Active Shoes”專案。它為3D列印提供了一個充滿希望的未來，因為越來越多的技術可用性意味著設計師能夠以越來越多的創造性的方式探索它。

Fields的工作建立在過去曾探索的在預拉伸織物上列印的以前的一些項目上。其中包括麻省理工學院自裝配實驗室的“可程式設計材料”和“Active Shoes”專案。它為3D列印提供了一個充滿希望的未來，因為越來越多的技術可用性意味著設計師能夠以越來越多的創造性的方式探索它。