新西蘭4D打印專家使用Stratasys打印機創(chuàng)建液體結構藝術品

2022年8月9日，南極熊獲悉，新西蘭藝術家Nicole Hone開發(fā)出一種獨一無二的4D打印藝術品，它充滿了自然之美，并拓寬了多材料打印的可能范圍。

霍恩（Hone）是新西蘭惠靈頓維多利亞大學的3D打印研究助理和科學綠色美容品牌Antipodes的平面設計師，與她的導師著名工業(yè)設計師史蒂文斯（Ross Stevens）一起工作。在霍恩與史蒂文斯的最新合作中，他們設計并打印了能夠與水、空氣和冰等自然元素互動的物體，以一種引人入勝的方式展示出來。這件作品是視覺上令人驚嘆的打印品，無需繁瑣的操作就能與其他元素優(yōu)雅地互動。

這個項目來源于MADE（多屬性增材制造設計實驗），是維多利亞大學設計創(chuàng)新學院一個研究方向，主要專注于多材料打印，也被稱為液體打印研究。它使用了Stratasys公司開發(fā)的測試軟件和J7和J8系列PolyJet 3D打印機的材料。J7和J8是這個先鋒品牌產品組合的一部分，是為各種設計和工程應用的高容量、高速、多材料打印而設計的。

十多年來，MADE Research和Stratasys 一直致力于通過開發(fā)新的打印機應用和材料來擴展 3D 打印技術。這種合作最近使 MADE 成為獨家研究人員小組的一員，可以使用Stratasys公司的 J7 和 J8 打印機。然后在2021 年，Stratasys 推出了PolyJet 研究軟件包，它可以實現用液體支撐材料打印軟部件、液壓系統或流體模型。

△NicoleHone和Ross Stevens的液體打印項目，這里的液體四元素釋放出氣泡。圖片由Nicole Hone提供。

憑借這些功能強大的打印系統，史蒂文斯和霍恩開始為他們的2022年項目設計新的物體。首先，兩人發(fā)布了三個打印結構的視頻。第一段是 "液體四元素"，展示了一個類似藻類的4D作品與四種元素（空氣、煙霧、冰和水）相互作用的場景。同時，《液體葉子/LiquidLeaves》展示了當液體元素通過一個小管子插入時，4D打印的葉子如何移動。最后，Polyphytes是一個美麗的設計，它以協調的優(yōu)雅姿態(tài)分泌各種元素，這是這個項目所特有的。

Made在液體打印項目網站上表示："我們的主要意圖是展示這些模擬實物如何在不需要冗長的數字操作的情況下創(chuàng)造出強大的視覺效果，事實上它們的模擬'隨機性'在錯綜復雜的細節(jié)上超過了數字創(chuàng)造潛力。"

由于該過程仍處于測試階段，研究團隊不會討論這些結構是如何被創(chuàng)建的。不過，他們解釋了新的軟件、打印機和液體支持材料能夠直接在物體上打印出更微小、更可靠和更復雜的內部管道。PolyJet技術的液體打印功能允許在物體內部創(chuàng)建這些充滿液體的密閉空腔。以前，這些空腔會被支撐材料填滿，而且難以清洗。最終的結構設計允許 "與演員或觀眾進行多維互動"。

Hone在2022年7月的《Designboom》雜志發(fā)表了她的項目成果，主要關注Polyphytes背后的開發(fā)過程。在發(fā)表的文章中，這位設計師解釋說，這項工作的基礎借鑒了3D打印通道和天然植物的血管系統之間的聯系。此外，她的研究項目影片（如下所示）探討了不同物質流經Polyphytes時產生的各種物理效果：水、空氣、煙霧、冰糖、泡沫混合物和肥皂。

Hone在她的Designboom文章中解釋道：" Polyphytes在設計軟件Houdini中按程序建模，有一系列的內部通道，有些直徑小到1毫米，然后在Stratasys J850上用全色剛性光聚合物樹脂打印，有不同程度的不透明度。封閉的空隙最初由PolyJet清潔液填充，然后在后期制作中排空，這讓通道瞬間變得自由流動。"

設計師們表示，雖然研究的重點是新材料的電影制作應用，但其潛力可以很容易地擴展到醫(yī)療和其他創(chuàng)造性用途。維多利亞大學和羅斯-史蒂文斯與電影研究工作有一段歷史，史蒂文斯甚至在設計學院領導了一個項目，他在那里探索用于電影的3D和4D打印，并創(chuàng)造了計算機生成圖像（CGI）這個術語，這是在廣泛的細分領域使用計算機圖形來創(chuàng)造圖像，包括電影和計算機動畫。

△妮可-霍恩和羅斯-史蒂文斯的液體打印項目，這里是多肉植物釋放水。圖片由Nicole Hone提供。

雖然2015年史蒂文斯提出Lissom項目時CGI還是個新鮮事物（看到3D打印物體在現實生活中與人類互動，并顯示出生物體的特征），但3D打印愛好者已經開始關注新的發(fā)展。其中之一是物體現實（OR），這是他開發(fā)的一個新術語，用于描述從虛擬世界中取出的數字物體，并賦予其在物理世界中的生命，從而擴大數字創(chuàng)作的世界范圍。

史蒂文斯、霍恩和設計學院的其他研究生已經大量參與了新西蘭的特效和道具公司威塔工作室的項目。在維多利亞大學完成的許多工作已經為獲獎公司的項目提供了極好的基礎。學生們甚至找到了工作，幫助為許多深受喜愛的節(jié)目和電影制作特效。