用数学方法构建复杂3D打印玻璃结构

寂静天花板

早在2015年8月，麻省理工学院（MIT）媒体实验室的Mediated Matter项目成功地开发出了具有相当精度的玻璃3D打印机。近日，Mediated Matter与该校玻璃实验室以及著名数学家Pierre-Thomas Brun博士共同合作，针对这一玻璃3D打印机开发出了一种基于数学计算的“熔态玻璃缝纫机（molten glass sewing machine）”应用。 在“熔态玻璃缝纫机”应用中，其独特的3D打印机喷嘴将摇摆着在一定的高度水平上连续挤出熔融玻璃，从一边到另一边，从而形成波浪和环状，这一过程可以通过调节喷嘴的速度精确控制。因此，该应用可以使得Mediated Matter项目开发的玻璃3D打印机创建出复杂的3D打印玻璃器皿。 通常在3D打印时，常规的方法是喷嘴往往非常接近要打印的对象。”Brun博士解释说。“但是他们的3D打印机喷嘴则离得比较远。在这种情况下，你也可以不用让熔融的材料垂直落下并且直线移动，相反可以创造一种线圈似的图案结构，就像把蜂蜜挤在吐司上。”

这些图案就是Brun要研究的主题，也是两个实验室为什么邀请他加入的原因。这位数学家很快就在其中起到了关键作用。

“我提出了一个简化模型来解释这些对象的动态行为。”他说。“这样我就有了一个办法来合理化他们观察到的模式。然后我们开始共同工作，以创建出用这些模式作为基本构建单元的结构。”

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通过合理化这些模式，Brun博士能够把一个可能的缺陷变成在构建3D对象中可以精确操纵的变量。“这些线圈可能看上去很复杂，但你可以用非常简单的方法来合理化他们。”Brun博士解释说：“要做到这个你只需要一个数字——玻璃落到表面的速度有多快？”

如果熔化的玻璃下落速度比喷嘴前进的速度慢，那么喷嘴挤出的线将成波浪状，而不是一条直线，如果喷嘴速度进一步降低，小的交替圆圈将出现在轨迹中，如果其前进的速度进一步降低，这些小圆圈将变成更大的线圈。

Brun博士和他的同时将3D打印机比作一台缝纫机，因为这两种非常不同的技术产生的是类似的线条图案。“它在做的是一台缝纫机做的事情。”Brun博士观察说：“你从一根线开始，然后形成一个彼此拼接的图案——只不过这次它们换成了玻璃。”

研究人员们称，这个有趣的技术也可以用于雕刻或者其他3D打印项目，更多的信息请参阅下面的视频：
http://player.youku.com/player.php/sid/XMTQzMzQ5Mzg3Ng==/v.swf
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挺有想法， 谢谢楼主分享