Kinematics：折疊式3D打印新嘗試

打印容積通常都非常有限，而大家打印較大的物品的需求又是那么強(qiáng)烈。怎么辦呢？于是就有人提出了用設(shè)計(jì)鉸鏈?zhǔn)降恼郫B3D打印的辦法來解決打印空間不足的問題。其實(shí)折疊式3D打印并不算什么新鮮的概念，但是如何將它付諸實(shí)際卻絕不是一件那么容易的事情。于是從去年5月開始，美國的Nervous System公司就開始開發(fā)一個(gè)項(xiàng)目，叫做：Kinematics（運(yùn)動學(xué)）。Kinematics系統(tǒng)的目標(biāo)是讓用戶能夠?qū)⒁恍┐笮臀锲穳嚎s到可以用家用3D打印機(jī)打印的程度。它的首種應(yīng)用就是生產(chǎn)設(shè)計(jì)復(fù)雜的、具有柔軟度、身體貼合度的可穿戴類物品。 方!片!3 專注3D打印 fangpian3.com

實(shí)際上，Kinematics是一個(gè)為4D打印概念而生的，專門產(chǎn)生復(fù)雜、可折疊形式的人造模型的計(jì)算系統(tǒng)。Kinematics能產(chǎn)生包含10到1000個(gè)互相鎖扣單位的動力學(xué)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，（也就是由10~1000個(gè)鉸鏈單位組成的柔性結(jié)構(gòu)）。每一個(gè)組成部分都是不可彎曲的，但是組合到一起的時(shí)候，它們就變得好像是可延展的紡織品一般具有了柔性。盡管是由很多不同的單位，或稱片段組成，但是這些設(shè)計(jì)到最后都不需要人工組裝，而是靠在3D打印過程中直接打印成鉸鏈形式從而成型的。 方!片!3 專注3D打印 fangpian3.com

Nervous System公司近日在此套理論基礎(chǔ)上在其官網(wǎng)推出了兩個(gè)應(yīng)用（Kinematics 和 Kinematics@Home），還有一套珠寶設(shè)計(jì)。

Kinematics

Kinematics讓用戶能夠編輯定制他們的珠寶，比如項(xiàng)鏈、手鏈和耳環(huán)等等，還能控制它們的形狀、致密度等特性。用戶在編輯完成之后能定制多種顏色的高光3D打印尼龍產(chǎn)品，但不能獲得設(shè)計(jì)的3D源文件。

Kinematics@Home

Kinematics@Home應(yīng)用針對的是那些擁有家用3D打印機(jī)的人群，用戶可以在線編輯和下載自己喜歡的Kinematics手鏈的STL文件。

只需要輸入你的手腕粗細(xì)，編輯你的手鏈樣式，然后點(diǎn)擊打印，就能獲得一個(gè)免費(fèi)的STL文件了。

Kinematics珠寶服飾設(shè)計(jì)

這套設(shè)計(jì)中的每一款都是一條精細(xì)的鉸鏈狀聚合體，聚合物中的三角形鎖扣零件則是整個(gè)設(shè)計(jì)的可延展的編織單位，讓設(shè)計(jì)具有柔性，能夠很好的和人體曲線相貼合。

這套珠寶服飾有四種基本單位：光滑的、尖角的、多角的，和四面體的。這套珠寶現(xiàn)在開始限量啟售18件。每種設(shè)計(jì)都按它的設(shè)計(jì)中的名字和單位數(shù)來出售。比如說，Tetra Kinematics 174-n這個(gè)名字的意思是一條有174個(gè)獨(dú)立四面體單位的項(xiàng)鏈。

Kinetics珠寶使用高光3D打印尼龍制作，有多種顏色供大家選擇，價(jià)格從25美元到350美元不等，且絕大多數(shù)價(jià)格在100美元以下。


Kinematics理論的案例展示：制作一條裙子

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目前Nervous System公司正在開發(fā)一款更加高級的軟件程序，它能夠設(shè)計(jì)一種形狀，對其進(jìn)行折疊，最后能夠整體一次性3D打印成為的一條貼身柔軟的裙子。

此項(xiàng)工藝將先由對客戶進(jìn)行3D掃描開始。然后設(shè)計(jì)師再根據(jù)由掃描獲得的3D模型，以及用戶喜歡的樣式來創(chuàng)建用戶想要的裙子。

這條裙子的表面將被細(xì)分成三角形的格子。然后設(shè)計(jì)師再用這個(gè)細(xì)分的模型生成具有柔性的裙子的結(jié)構(gòu)。具體做法就是：將每一個(gè)沒有可彎曲性的三角單位都變成一個(gè)和相鄰三角扣連在一起的鉸鏈單位。 請注明^……來自fangpian3_.com_

最后再將整個(gè)設(shè)計(jì)壓縮進(jìn)一個(gè)3D打印機(jī)的打印空間里面。這意味著用桌面3D打印機(jī)就能夠一次性的打印出一條完整的裙子。這一步將應(yīng)用到軀體物理學(xué)來精確模擬這種擁有近3000個(gè)獨(dú)立互鎖的鉸鏈單位的設(shè)計(jì)的折疊方式，將它塞進(jìn)一個(gè)打印機(jī)可以承受的打印空間里去。
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通過神奇的算法，在滿足打印工藝的同時(shí)，減少了不必要的機(jī)械打印路徑，也節(jié)約了打印空間，頂一下