虽然3D打印正在逐步普及，但是创建设计仍然是一项复杂的过程，即使是简单的设计也需要专业的CAD技术，且要花上数小时的时间。

 

一种新型的基于Web的界面设计可用于基本设计（如玩具车或黑白相间的杯子）的一系列修改，保证其在3D打印机上的结构稳定和可打印性。图片由研究人员提供（MIT News编辑）

麻省理工学院（MIT）和以色列Herzliya跨学科中心（Israel’s Interdisciplinary Centre Herzliya）研究人员合作，借助将CAD文件自动转换成视觉模式的新型系统，简化了设计过程。该系统使得用户可以通过在在线页面上移动滑块，实时方便的修改模型。只要用户满足设计规范要求，他（她）就可以通过简单的点击打印按钮将设计发送给3D打印机。

“我们想象一个可以购买到任何定制商品的世界，3D打印等技术可能具有良好的性价比。”该新型系统设计者之一、MIT计算机科学与工程研究生Masha Shugrina说到，“那么我们要回答的问题就是，‘如何能让人们修改数字设计来保持它们的功能？’”

在CAD中修改设计要求用户更改输入值，并等待程序重新设计对象的几何参数。设计完成后，应使用仿真软件进行测试。3D打印的设计应符合打印机的规范要求。此外，设计师还要测试结构的完整性和稳定性。这些测试可能需要数分钟甚至数小时，设计上的每一处改动都需要重新运行整个过程。

研究团队包括MIT电气工程和计算机科学系的Shugrina和她的论文导师WojciechMatusik副教授、IDC Herzilya的Ariel Shamir。该团队致力于简化视觉设计，以致于以至于即使是初学者也可实时创建设计。

他们开发的新系统命名为“Fab Forms”，亮相于8月举行的计算机辅助Siggraph会议（Association for Computing Machinery’s Siggraph Conference）。

Fab Forms的演示由CAD专家最初创建的设计开始，涉及到一系列设计参数；大量数值通常需要CAD用户认为修改。不同数值获得的几何形状通过系统存储于数据库当中。

该系统运行一系列测试，即设计师指定的每一个几何形状，并存储结果。如果在一台计算机上进行的话，整个过程可能需要几百个小时才能完成，所以研究人员将这个过程放在多个云服务器中执行。

用于试验的设计共有8个，包括一副棋、一个咖啡杯、一只高跟鞋和一个玩具车。该系统测试了足够多的设计参数，从所有优化选项中产生一个合理的近似值。然而，每一个设计的改变量可能涉及到几千甚至几十万的样本。

该团队设计了一个聪明的工具，可以发现类似的设计改动，进而压缩数据，但最大的数据包仍然需要17 GB的内存。

最后一步是生成一个用户界面，即可在所有普通浏览器上工作的网页。界面中心的窗口显示对象的3D模型。可用一组滑块来修改对象的设计参数。导致设计不稳定或不可打印的不必要的参数值由系统自动删除。

举个例子，要修改咖啡杯底座的宽度，用户移动其中的一个滑块，几何图像就将实时的发生移动。而这些计算，CAD可能需要花上几个小时。

“样本密度足够高，以致于以至于用户看起来是连续的。”Matusik如是说。

然而，用户在两个已保存的样本之间寻找一个介于两者之间的参数时，该系统能够使用CAD计算出辅助图形，并对其进行测试。虽然这个过程可能需要几分钟的时间，但用户将得到一个对象最终设计的合理想法。

“Autodesk有这个项目的简化版本。” Autodesk研究设计和制造团队（Design and Fabrication Group at Autodesk Research，CAD软件领先制造商的研究部门）负责人、资深研究科学家Ryan Schmidt这样说到，“我们的Project Shapeshifter与很多其他人正在做的非常类似，可作为具有可探索参数模型的几何图形产生器。但都具有这样的一个共同问题：你可以很轻易的在打印机上做出一些不工作的东西出来。我认为这项研究超刺激的地方在于，能够防止你设计一些不能用于打印的东西，或者是一旦打印出来又不够好的东西。”

“当我看到Siggraph的演讲时，我将它介绍给在Shapeshifter工作的人，并说‘你们应该拥有一套’。滑块是操作界面，但是我想，潜在的技术其实有着更广泛的应用，不仅仅是针对于CAD的新手。”

新材料在线编译整理——翻译：菠菜    校正：摩天轮