MIT開發的新軟體可生成具有定製機械特性的3D列印微結構

來自麻省理工學院計算機科學和人工智慧實驗室（CSAIL）的研究人員正處於新材料設計的前沿，而最近的一項研究取得了重大突破，可能會對3D列印產生影響。

據悉，這項研究已經發表在「科學進展」雜誌上，並詳細介紹了一種能夠基於材料的特性產生微結構的新系統。換句話說，材料設計師可以輸入他們想要材料的屬性，程序會自動設計一個微觀結構來滿足這些需求。

微觀結構幾乎存在於我們周邊的一切：從我們自身的骨頭、植物，甚至海貝殼。事實上，研究人員往往將研究方向轉向自然界，以深入了解人造材料的優化。例如，從龍蝦中獲得了新的更有效的3D列印防彈衣的發展靈感。

在最近MIT的項目中，研究人員已經成功地使用他們的系統來設計和生產三種不同形狀但具有同樣優化的機械性能的微結構。然而，項目的領導者、電氣和計算機科學副教授Wojciech Matusik表示，這只是軟體潛力的開始。

他解釋說：「我們做的是相對簡單的機械性能，但是可以將其應用於更複雜的機械性能，或者將其應用於熱性能、機械性能、光學性能和電磁性能的組合。基本上，這是一個完全自動化的過程，用於發現超材料的最佳結構。」

這個微觀結構的啟示來自同一個團隊的歷史研究成果，這個研究團隊的研究項目可以追溯到去年夏天，他們開發了一個模擬軟體，可以根據它們的力學性能快速準確地「評分」3D模型。

雖然系統本身非常複雜（它包括測量微觀結構的幾何相似性，將它們聚集在一起，提取骨架以及關聯幾何形狀和性質），但用戶可以從完全自動化中受益。

這種多功能的技術不僅可以用來評估任何微觀結構的集合，而且據報道可以與現有的材料設計方法結合使用。也就是說，該系統不僅可以用於有機材料開發，還可以使研究人員從頭開始設計自己的微結構。

Matusik說：「你可以把它放到你的採樣器的桶里。我們保證我們至少和以前做的一樣好。」

參照3D列印，微結構生成系統可以使用戶定製3D列印部件的機械特性。假設您需要具有特定強度和剛性的骨骼植入物：系統可以生成可滿足要求的3D列印微觀結構。

據悉，麻省理工學院的研究項目得到了美國國防部高級研究計劃局的資助。

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