有時(shí)，3D打印機(jī)會(huì)混亂。它們擠出的材料過多或過少，或在錯(cuò)誤的位置沉積了材料。但是，如果此錯(cuò)誤可以變成(流行的)功能怎么辦?

引入DefeXtiles，這是一種類似于薄紗的紡織品，由MIT媒體實(shí)驗(yàn)室的研究生Jack Forman通過控制常見的3D打印缺陷(聚合物絲的擠出不足)而開發(fā)。

Forman使用了一種標(biāo)準(zhǔn)的廉價(jià)3D打印機(jī)來生產(chǎn)片材和復(fù)雜的3D幾何形狀，這些結(jié)構(gòu)具有基于通過欠擠壓而產(chǎn)生的“球形拉伸”圖案的編織狀結(jié)構(gòu)。福爾曼(Forman)將這些柔軟而薄薄的床單印刷到交互式燈罩，全尺寸裙擺，一卷足以在棒球鉆石上伸展的織物以及復(fù)雜圖案的花邊等中。

Forman與石井浩史(Hiroshi Ishii)一起在有形媒體研究小組中工作，他于10月20日在計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)用戶界面軟件和技術(shù)研討會(huì)上介紹并演示了DefeXtiles研究。Forman說，這種材料可能會(huì)立即對服裝設(shè)計(jì)中的原型設(shè)計(jì)和定制有用，但未來的應(yīng)用還可能包括具有可調(diào)機(jī)械性能的3D打印外科網(wǎng)片等。

福爾曼說：“總的來說，這項(xiàng)工作使我最興奮的是，它對許多制造商的實(shí)用性。“與以前的工作不同，不需要自定義軟件或硬件的事實(shí)-只需使用相對便宜的$ 250打印機(jī)，這是使用的最常見的打印機(jī)類型-確實(shí)使該技術(shù)可供數(shù)百萬人使用。”

Ishii說：“我們認(rèn)為，未來的材料將是動(dòng)態(tài)的和可計(jì)算的。” “我們稱其為“自由基原子”。DefeXtiles是Radical Atoms(自由基原子)的一個(gè)很好的例子，Radial Atoms是一個(gè)可編程的事物，它模仿了現(xiàn)有材料的特性，并且超越了我們。我們可以觸摸，感覺，磨損和打印它們。”

圖片來源：麻省理工學(xué)院

加入Forman和Ishii的是計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能實(shí)驗(yàn)室以及電氣工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)系的研究生Mustafa Doga Dogan，以及MIT建筑系本科生研究人員Hamilton Forsythe。

織物長絲

在麻省理工學(xué)院位與原子中心主任尼爾·格申費(fèi)爾德教授的帶領(lǐng)下，媒體藝術(shù)和科學(xué)課程MAS.863 / 4.140 / 6.943(如何制作(幾乎)任何東西)期間，F(xiàn)orman一直在進(jìn)行3-D打印實(shí)驗(yàn)。Forman的實(shí)驗(yàn)是受到一個(gè)朋友在卡內(nèi)基梅隆大學(xué)(Carnegie Mellon University)本科期間的工作啟發(fā)的，他使用擠壓不足的細(xì)絲生產(chǎn)花瓶。他說：“我很生氣，因?yàn)楫a(chǎn)生的缺陷是完美且周期性的，這讓我很生氣，”他說，“但是當(dāng)我開始使用它，彎曲甚至拉伸它時(shí)，我就像'哇，等等，這是一種紡織品。它看起來像，感覺像，彎曲一樣，而且印刷起來很快。”

“我?guī)Я艘粋€(gè)小樣本到課堂上進(jìn)行展示和講述，但并沒有考慮太多，而格申費(fèi)爾德教授看到了它，他對此感到很興奮，”福曼補(bǔ)充說。

3-D打印機(jī)在擠出材料時(shí)，會(huì)在沉積的材料中產(chǎn)生周期性的縫隙。使用便宜的熔融沉積建模3D打印機(jī)，F(xiàn)orman開發(fā)了一種稱為“球狀拉伸”的欠擠出工藝，其中熱塑性聚合物的球狀體通過細(xì)線連接。該工藝生產(chǎn)出一種柔韌，有彈性的紡織品，具有類似機(jī)織織物的明顯經(jīng)紗和緯紗。福爾曼說，感覺就像是網(wǎng)眼平紋針織面料。

“不僅這些紡織品比其他方法更薄，更快地打印，而且所展示的表格的復(fù)雜性也得到了改善。通過這種方法，我們可以使用普通的3D打印機(jī)而不使用特殊的切片機(jī)軟件來打印3D尺寸的外殼表格， ”福爾曼說。“這很令人興奮，因?yàn)?-D打印織物有很多機(jī)會(huì)，但是要使其易于傳播確實(shí)很困難，因?yàn)楹芏嗫椢锒际褂冒嘿F的機(jī)器和專用于打印機(jī)的特殊軟件或特殊命令。 ”

新的紡織品可以像熨燙補(bǔ)丁一樣進(jìn)行縫制，抽空和熱粘合。Forman和他的同事已經(jīng)使用許多常見的3D打印材料對紡織品進(jìn)行了印刷，包括導(dǎo)電細(xì)絲，他們用來制造燈，可以通過觸摸燈罩上的褶來點(diǎn)亮和調(diào)暗燈光。研究人員認(rèn)為，其他基礎(chǔ)材料或添加劑可以生產(chǎn)出具有磁性或光學(xué)特性的紡織品，或者通過使用藻類，咖啡渣或木材可生物降解的紡織品。

卡內(nèi)基梅隆大學(xué)人機(jī)交互研究所教授斯科特·哈德森(Scott Hudson)表示，福曼的作品是對不斷擴(kuò)展的3D打印技術(shù)的非常有趣的補(bǔ)充。

哈德森說：“這項(xiàng)工作特別重要，因?yàn)樗谂c更常規(guī)技術(shù)相同的打印過程中起作用。” “這將使我們能夠?qū)⒍ㄖ频?D打印紡織品組件(可以是柔性和柔軟的組件)與更常規(guī)的硬質(zhì)零件集成到物體中。”

實(shí)驗(yàn)室@home

當(dāng)MIT在大流行開始時(shí)關(guān)閉時(shí)，F(xiàn)orman正在準(zhǔn)備提交ACM專題討論會(huì)。他將自己的全套實(shí)驗(yàn)室搬到了紐約普萊西德湖附近父母小屋的地下室。

他解釋說：“這不是很多大型設(shè)備，而是很多小工具，鉗子，細(xì)絲。” “我不得不設(shè)置兩臺(tái)3-D打印機(jī)，一個(gè)焊臺(tái)，一個(gè)背景幕-只是因?yàn)檫@項(xiàng)工作是如此多學(xué)科。”

在機(jī)艙里，“我能夠磨練并專注于研究，而周圍的世界卻著火了，實(shí)際上這確實(shí)是一種很好的分散注意力的方式，”福曼說。“從事一個(gè)專注于技術(shù)的項(xiàng)目，然后看著窗外看到自然和樹木，這也很有趣，兩者之間的緊張關(guān)系令人鼓舞。”

他回憶說，這對他的父母來說也是一次經(jīng)歷，他看到了他“是我最集中，最專注，也是我最努力的一次。” “當(dāng)我父親下來吃早餐時(shí)，我會(huì)在早上5點(diǎn)上樓去吃點(diǎn)心。”

他說：“我的父母成為創(chuàng)造活動(dòng)的一部分，在那里我會(huì)打印東西然后去，'看看這個(gè)'。” “我不知道我是否再有機(jī)會(huì)讓我的父母如此緊密地聯(lián)系我每天的工作。”

該項(xiàng)目最不尋常的方面之一就是所謂的材料。Forman和他的同事使用“準(zhǔn)紡織品”一詞，是因?yàn)镈efeXtiles并不具有與普通紡織品相同的物理品質(zhì)，例如在方向和柔軟度上的偏差。福爾曼說，但是當(dāng)一些懷疑論者感覺到這種物質(zhì)時(shí)，他們已經(jīng)轉(zhuǎn)變了。

這段經(jīng)歷使他想起了勒內(nèi)·馬格利特(RenéMagritte)著名的畫作《物體的詭異(這不是管道)》，其中的管道插圖引發(fā)了關(guān)于表示是否可以完全涵蓋物體所有含義的討論。Forman解釋說：“我對通過計(jì)算制造具有可控形式和機(jī)械性能的高保真度材料的數(shù)字位和材料經(jīng)驗(yàn)之間的耦合感興趣。”

他補(bǔ)充說：“這讓我思考何時(shí)將事物的引用作為事物接受。” “這不是人們做出的決定，而是背后的推理使我感興趣，并找到促使他們接受或拒絕它作為紡織材料的原因。”

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