新西蘭4D打印專家使用Stratasys打印機創(chuàng)建液體結(jié)構(gòu)藝術(shù)品

2022年8月9日，南極熊獲悉，新西蘭藝術(shù)家Nicole Hone開發(fā)出一種獨一無二的4D打印藝術(shù)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(xué)的3D打印研究助理和科學(xué)綠色美容品牌Antipodes的平面設(shè)計師，與她的導(dǎo)師著名工業(yè)設(shè)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(shè)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(shè)計實驗），是維多利亞大學(xué)設(shè)計創(chuàng)新學(xué)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(chǎn)品組合的一部分，是為各種設(shè)計和工程應(yīng)用的高容量、高速、多材料打印而設(shè)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(yīng)用和材料來擴展 3D 打印技術(shù)。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(xiàn)用液體支撐材料打印軟部件、液壓系統(tǒng)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(tǒng)，史蒂文斯和霍恩開始為他們的2022年項目設(shè)計新的物體。首先，兩人發(fā)布了三個打印結(jié)構(gòu)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(dāng)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(shè)計，它以協(xié)調(diào)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(wǎng)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(shù)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(fù)雜的細(xì)節(jié)上超過了數(shù)字創(chuàng)造潛力。"

由于該過程仍處于測試階段，研究團(tuán)隊不會討論這些結(jié)構(gòu)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(fù)雜的內(nèi)部管道。PolyJet技術(shù)的液體打印功能允許在物體內(nèi)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(jié)構(gòu)設(shè)計允許 "與演員或觀眾進(jìn)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(guān)注Polyphytes背后的開發(fā)過程。在發(fā)表的文章中，這位設(shè)計師解釋說，這項工作的基礎(chǔ)借鑒了3D打印通道和天然植物的血管系統(tǒng)之間的聯(lián)系。此外，她的研究項目影片（如下所示）探討了不同物質(zhì)流經(jīng)Polyphytes時產(chǎn)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(shè)計軟件Houdini中按程序建模，有一系列的內(nèi)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(shè)計師們表示，雖然研究的重點是新材料的電影制作應(yīng)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(xué)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(shè)計學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)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(shù)語，這是在廣泛的細(xì)分領(lǐng)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(xiàn)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(jīng)開始關(guān)注新的發(fā)展。其中之一是物體現(xiàn)實（OR），這是他開發(fā)的一個新術(shù)語，用于描述從虛擬世界中取出的數(shù)字物體，并賦予其在物理世界中的生命，從而擴大數(shù)字創(chuàng)作的世界范圍。

史蒂文斯、霍恩和設(shè)計學(xué)院的其他研究生已經(jīng)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(xué)完成的許多工作已經(jīng)為獲獎公司的項目提供了極好的基礎(chǔ)。學(xué)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。