MIT и Inkbit представляют метод спектральной упаковки объектов для 3D-печати

Стремление к повышению эффективности затрат на 3D-печать требует производства отпечатков целыми партиями, где детали плотно упаковываются в объем сборки 3D-принтера. Одним из основных ограничений этого процесса является недостаточное использование объема сборки из-за вычислительной сложности процесса оптимизации упаковки.

В рамках сотрудничества между MIT и компанией Inkbit, занимающейся производством полимерных деталей, исследователи решают сложную проблему цифровой упаковки множества деталей в один контейнер с многочисленными ограничениями. Проблема этого процесса заключается в том, что не существует эффективного метода автоматизации упаковки максимального объема деталей в определенный объем для 3D-печати.

Команда исследователей под руководством Войцеха Матусика, технического директора компании Inkbit и профессора электротехники и информатики Массачусетского технологического института, разработала новый вычислительный метод для максимизации производительности 3D-принтеров путем максимально плотной упаковки объектов с учетом взаимного размещения и перекрывания между множеством деталей разных форм и размеров.

Как отмечается, в пресс-релизе, их подход, получивший название Spectral Packing, использует быстрое преобразование Фурье (БПФ) - "мощный алгоритм, который позволил быстро выполнять сложные операции по обработке сигналов, которые ранее были невозможны или непомерно дороги".

Команда продемонстрировала эффективность нового алгоритма, разместив 670 объектов всего за 40 секунд, добившись плотности упаковки около 36% - значительно лучше, чем традиционные методы. Этот прорыв имеет огромный потенциал, особенно в 3D-печати, где увеличение плотности упаковки напрямую приводит к снижению стоимости производимых деталей. Он также обещает оказать существенное влияние для транспортных и складских компаний.

"В сочетании с БПФ наша работа делает индивидуальное размещение 3D-детали в частично заполненном объеме сборки максимально быстрым, - говорит Матусик. - Наши алгоритмы не только очень быстрые, но теперь они могут достигать гораздо более высокой плотности объемов печати (40% и более). Более высокая эффективность печати позволит снизить стоимость производимых деталей".

Новая вычислительная методика Spectral Packing будет представлена на предстоящей конференции SIGGRAPH 2023. С текстом статьи о новом методе плотной упаковки и видео можно ознакомиться по ссылке.