新西兰4D打印专家使用Stratasys打印机创建液体结构艺术品

2022年8月9日，南极熊获悉，新西兰艺术家Nicole Hone开发出一种独一无二的4D打印艺术品，它充满了自然之美，并拓宽了多材料打印的可能范围。

霍恩（Hone）是新西兰惠灵顿维多利亚大学的3D打印研究助理和科学绿色美容品牌Antipodes的平面设计师，与她的导师著名工业设计师史蒂文斯（Ross Stevens）一起工作。在霍恩与史蒂文斯的最新合作中，他们设计并打印了能够与水、空气和冰等自然元素互动的物体，以一种引人入胜的方式展示出来。这件作品是视觉上令人惊叹的打印品，无需繁琐的操作就能与其他元素优雅地互动。

这个项目来源于MADE（多属性增材制造设计实验），是维多利亚大学设计创新学院一个研究方向，主要专注于多材料打印，也被称为液体打印研究。它使用了Stratasys公司开发的测试软件和J7和J8系列PolyJet 3D打印机的材料。J7和J8是这个先锋品牌产品组合的一部分，是为各种设计和工程应用的高容量、高速、多材料打印而设计的。

十多年来，MADE Research和Stratasys 一直致力于通过开发新的打印机应用和材料来扩展 3D 打印技术。这种合作最近使 MADE 成为独家研究人员小组的一员，可以使用Stratasys公司的 J7 和 J8 打印机。然后在2021 年，Stratasys 推出了PolyJet 研究软件包，它可以实现用液体支撑材料打印软部件、液压系统或流体模型。

△NicoleHone和Ross Stevens的液体打印项目，这里的液体四元素释放出气泡。图片由Nicole Hone提供。

凭借这些功能强大的打印系统，史蒂文斯和霍恩开始为他们的2022年项目设计新的物体。首先，两人发布了三个打印结构的视频。第一段是 "液体四元素"，展示了一个类似藻类的4D作品与四种元素（空气、烟雾、冰和水）相互作用的场景。同时，《液体叶子/LiquidLeaves》展示了当液体元素通过一个小管子插入时，4D打印的叶子如何移动。最后，Polyphytes是一个美丽的设计，它以协调的优雅姿态分泌各种元素，这是这个项目所特有的。

Made在液体打印项目网站上表示："我们的主要意图是展示这些模拟实物如何在不需要冗长的数字操作的情况下创造出强大的视觉效果，事实上它们的模拟'随机性'在错综复杂的细节上超过了数字创造潜力。"

由于该过程仍处于测试阶段，研究团队不会讨论这些结构是如何被创建的。不过，他们解释了新的软件、打印机和液体支持材料能够直接在物体上打印出更微小、更可靠和更复杂的内部管道。PolyJet技术的液体打印功能允许在物体内部创建这些充满液体的密闭空腔。以前，这些空腔会被支撑材料填满，而且难以清洗。最终的结构设计允许 "与演员或观众进行多维互动"。

Hone在2022年7月的《Designboom》杂志发表了她的项目成果，主要关注Polyphytes背后的开发过程。在发表的文章中，这位设计师解释说，这项工作的基础借鉴了3D打印通道和天然植物的血管系统之间的联系。此外，她的研究项目影片（如下所示）探讨了不同物质流经Polyphytes时产生的各种物理效果：水、空气、烟雾、冰糖、泡沫混合物和肥皂。

Hone在她的Designboom文章中解释道：" Polyphytes在设计软件Houdini中按程序建模，有一系列的内部通道，有些直径小到1毫米，然后在Stratasys J850上用全色刚性光聚合物树脂打印，有不同程度的不透明度。封闭的空隙最初由PolyJet清洁液填充，然后在后期制作中排空，这让通道瞬间变得自由流动。"

设计师们表示，虽然研究的重点是新材料的电影制作应用，但其潜力可以很容易地扩展到医疗和其他创造性用途。维多利亚大学和罗斯-史蒂文斯与电影研究工作有一段历史，史蒂文斯甚至在设计学院领导了一个项目，他在那里探索用于电影的3D和4D打印，并创造了计算机生成图像（CGI）这个术语，这是在广泛的细分领域使用计算机图形来创造图像，包括电影和计算机动画。

△妮可-霍恩和罗斯-史蒂文斯的液体打印项目，这里是多肉植物释放水。图片由Nicole Hone提供。

虽然2015年史蒂文斯提出Lissom项目时CGI还是个新鲜事物（看到3D打印物体在现实生活中与人类互动，并显示出生物体的特征），但3D打印爱好者已经开始关注新的发展。其中之一是物体现实（OR），这是他开发的一个新术语，用于描述从虚拟世界中取出的数字物体，并赋予其在物理世界中的生命，从而扩大数字创作的世界范围。

史蒂文斯、霍恩和设计学院的其他研究生已经大量参与了新西兰的特效和道具公司威塔工作室的项目。在维多利亚大学完成的许多工作已经为获奖公司的项目提供了极好的基础。学生们甚至找到了工作，帮助为许多深受喜爱的节目和电影制作特效。