Freely orientable microstructures for designing deformable 3D prints

Autor: Tricard, Thibault, Tavernier, Vincent, Zanni, Cédric, Martínez, Jonàs, Hugron, Pierre-Alexandre, Neyret, Fabrice, Lefebvre, Sylvain
Přispěvatelé: Matter from Graphics (MFX), Inria Nancy - Grand Est, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Department of Algorithms, Computation, Image and Geometry (LORIA - ALGO), Laboratoire Lorrain de Recherche en Informatique et ses Applications (LORIA), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire Lorrain de Recherche en Informatique et ses Applications (LORIA), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Models and Algorithms for Visualization and Rendering [2020-....] (MAVERICK [2020-....]), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire Jean Kuntzmann [2020-....] (LJK [2020-....]), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2020-....] (UGA [2020-....])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology [2020-....] (Grenoble INP [2020-....]), Université Grenoble Alpes [2020-....] (UGA [2020-....])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2020-....] (UGA [2020-....])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology [2020-....] (Grenoble INP [2020-....]), Université Grenoble Alpes [2020-....] (UGA [2020-....]), Université de Lorraine, CNRS, Inria, LORIA, Université Grenoble Alpes, CNRS, Laboratoire Jean Kuntzmann, Inria
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: [Research Report] Université de Lorraine, CNRS, Inria, LORIA; Université Grenoble Alpes, CNRS, Laboratoire Jean Kuntzmann, Inria. 2020
Popis: Nature offers a marvel of astonishing and rich deformation behaviors. Yet, most of the objects we fabricate are comparatively rather inexpressive, either rigid or having simple homogeneous behaviors when interacted with. In this work, we focus on controlling how a 3D printed volume reacts under large deformations. We propose a novel microstructure that is extremely rigid along a transverse direction, while being comparatively very flexible in the orthogonal plane. By allowing free gradation of orientation within the object, the microstructure can be designed such that, under deformation, some distances in the volume are preserved while others freely change. This allows to control the way the volume reshapes when deformed, and results in a wide range of design possibilities. Other gradations are possible, such as locally and progressively canceling the directional effect.To synthesize the structures we propose an algorithm that builds upon procedural texturing. It produces a cellular geometry that can be fabricated reliably despite 3D printing walls at a minimal thickness, for maximal flexibility. The synthesis algorithm is efficient, and scales to large volumes.
Databáze: OpenAIRE