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用“金字塔算法”3D打印圣誕樹最大限度節省耗材

童程童美 2016-10-20

如果你忙于工作而沒有時間買一顆圣誕樹,那么今天再網上訂貨或許已經來不及了,但是3D打印一顆圣誕樹可以作為變通的辦法。加拿大西蒙弗雷澤大學計算機科學教授Richard Zhang與來自我國浙江大學的來訪博士生,聲稱他們已經開發出了世界首個可用于“分解3D物體”的錐體部分算法。 該算法的最大特點,就是對3D打印原料的超高效“零浪費”。

摘要

如果你忙于工作而沒有時間買一顆圣誕樹,那么今天再網上訂貨或許已經來不及了,但是3D打印一顆圣誕樹可以作為變通的辦法。加拿大西蒙弗雷澤大學計算機科學教授Richard Zhang與來自我國浙江大學的來訪博士生,聲稱他們已經開發出了世界首個可用于“分解3D物體”的錐體部分算法。 該算法的最大特點,就是對3D打印原料的超高效“零浪費”。

用“金字塔算法”3D打印圣誕樹最大限度節省耗材

恰如其名,這種錐體(金字塔形)具有平坦的基座和“三角邊”。而該算法在節省時間的同時,也減少了對打印材料的浪費。常規3D打印大多通過融化沉積塑料的方式,一層層地堆疊起索要打印的物體。這意味著垂直部分也必須用材料填充來提供支撐。在打印完成后,多余的支撐塑料又要被去掉,這么做顯然既費時又費料。

張教授表示,算法的難點在于如何將一個3D對象分解成數量相當大、但是體型盡可能小的錐體部分。當然,在實踐中,大家都知道并不是所有的對象都可以被分解稱錐體組件。

為了讓算法更加實用,張教授他們想到了一個聰明的辦法,那就是將物體簡單地分為兩個部分,然后在分別完工后再粘到一起。雖然并不完美,但是該算法比人為選擇去除冗余的方案效率高出67.7%左右。

用“金字塔算法”3D打印圣誕樹最大限度節省耗材

除了直接打印3D物體,該算法還提供了模具制造和鑄造領域的一個可能改進。因為模具也制造過程中也需要一個稍薄或易碎的支撐組件,然后在鑄造完成后去除——但這可能導致成品的部分破損。

張教授表示金字塔形的結構(pyramidal construction)無需用到這樣的支撐元素。

雖然該算法尚未商業發行,但是相關研究論文已經在SIGGRAPH Asia 2014大會上展示過。

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