《麻省理工与哈佛大学联手打造出能将数据集可视化的3D打印机》

  • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: 冯瑞华
  • 发布时间:2018-06-07
  • 为了加快复合材料3D打印技术的发展,研究人员开发了一种新的方法,可以将3D打印中复杂的数据转化为与之对应的可视化物理模型后再进行打印。该方法免除了传统方法中创建中间“边界”的步骤(这一步骤常常会产生数据的异常改变或信息的丢失,从而与实际结果有较大出入)。该方法不仅弥补了数据和物理模型之间的差距,而且其仅需较少的预处理过程便能进行数据与模型之间的转换。

    现代的数据可视化策略(如通过磁共振成像(MRI)来呈现患者数据)通常要依赖于在2D计算机上显示3D数据。目前的3D打印方法,在应用于复杂或高度多样化的数据集时具有很大的局限性,但专家们却一致认为,科学数据的这种高分辨率物理表示方法,将为科学家们提供一种与如此多的数据集进行交互的更好方式。

    为了满足这种需求,Christoph Bader及其同事采用了一种新的光栅化方法(即将可视化的模型转换成光栅图像再进行输出),以此来创建出高分辨率的体素表示(实质上是3D像素),用于复合材料的3D打印中。根据Bader等人的说法,未来,这一研究在很多领域都有潜在的应用,其中不乏包括文物的保护与保存、早期规划和教育等。

    麻省理工学院和哈佛大学的一组研究人员,发明了一种新技术,可以将3D打印中复杂的科学数据转化为与之对应的可视化物理模型后再进行打印。《Science Advances》杂志对此做了详细的报道,向人们介绍了他们的新技术以及一些潜在的应用领域。

    任何见过现代3D打印机的人都知道,我们还有很大的不足和进步空间。传统的3D打印产品往往只有一种颜色,并且表面显现出很多斑点。而在这项研究中,麻省理工学院的团队开发了一种新技术,即使用实际数据来直接打印所需的对象。实验结果表明,产品的性能可以与激光打印机的相媲美。

    要想在传统的3D打印机上打印物体,就需要计算出物体的各方面数据,然后再将这些数据转化为可用于打印物体的几何模型。而新技术却将描述数字化图像的数据转换为体素(3-D像素)。这便使得打印机能够以极高的精度打印出体素而不是图形,其目前的分辨率可以达到每立方厘米230万个体素。

    实际上,这相当于从核磁共振机等来获取数据并进行转换,然后再以令人难以置信的精度进行打印。此外,与像素一样,每个单独的体素都包含一个颜色代码,可通过混合常见的红色、青色、黄色、黑色和白色等,来重新创建真实对象的实际颜色。研究人员指出,该技术也可用于在3D建模计算机上来创建一个新对象,并将之打印出来。为了向人们展示这一点,他们设计出了一些有趣的物体,例如带有一些微妙色彩变化的复杂面具,宛如一件件美丽的艺术品。

    原文来自:phys.org,原文题目:A 3-D printer that can print data sets as physical objects,

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