等值单材料系统的直接四维打印编码，用于双曲率和多模态变形
摘要：直接4D打印可以将2D平板变形成复杂的3D形状，具有制造速度快、节约材料、存储和运输高效以及实用性的优点。然而，大多数直接4D打印方法需要使用昂贵的多材料系统和设备。此外，大多数研究使用开孔设计来实现形状变换，但这种方法无法保持结构稳定性。本研究展示了一种直接4D打印单材料系统的方法，可以将2D双层连续平板变形成双曲面和多模式的复杂3D形状，并且在展开后可以锁定其几何形状。我们开发了一种逆向设计算法，将挤出式3D打印的单材料系统与原始打印板直接变形成复杂的3D几何形状，如双曲面，并锁定其形状。此外，我们的逆向设计工具在过程中编码了局部形状记忆各向异性，为目标3D变形几何形状提供处理条件。我们的方法可以应用于各种领域的常规挤出式3D打印，包括生物医疗器械、可展开结构、智能纺织品和忍者折纸结构。
作者：Bihui Zou, Chao Song, Zipeng He, Jaehyung Ju
论文ID：2205.02510
分类：Graphics
分类简称：cs.GR
提交时间：2022-06-13