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MIT开发AI新工具,替设计师“省材料钱”:支持实时预览、兼容CAD软件丨开源

子豪 发自 凹非寺 量子位 报道 | 公众号 QbitAI 传统的机器切割经常产生大量的剩余材料,用户为避免浪费,不得不在排列零件时反复尝试。

子豪 发自 凹非寺

量子位 报道 | 公众号 QbitAI

传统的机器切割经常产生大量的剩余材料,用户为避免浪费,不得不在排列零件时反复尝试。

这一过程不仅费时费力,还很难获得最优结果。

为了减少切割材料的浪费,提高制造准备的效率,麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室(MIT CSAIL)的研究人员开发了一个新工具—— Fabricaide

MIT开发AI新工具,替设计师“省材料钱”:支持实时预览、兼容CAD软件丨开源

它可以智能地安排零件位置、分配材料、分析材料使用情况等,并且支持在设计的同时打包预览,实时展现零件放置效果和材料使用情况。

从而缩短了设计创建与制造准备之间的反馈循环,帮助设计师 提高效率、节约材料、降低成本

一起来感受一下~

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Fabricaide界面的组件 现已提供Adobe插件

Fabricaide作为现有设计工具集成的界面,并且可以在2D和3D工作流中使用,与 AutoCADSolidWorks以及 Adobe Illustrator等兼容。

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只需用设计工具或手动,将设计导出为2D矢量文件,或者如果工具支持,可以定期或在随时添加、修改设计零件时,自动导出。

例如:为了与Adobe Illustrator兼容,使用Illustrator脚本,定期将当前文档导出为SVG文件;用Python预处理设计文件,并将其发送到打包算法,生成图像。

将Fabricaide与FlatFab(从2D截面创建3D结构的设计工具)集成:

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绘制零件和多材料分配

零件可以用Illustrator中的任何绘图工具制作,只需满足闭合路径即可。

在「材料调色板」中,每个色板有唯一的名称和颜色,用来标识特定类型、颜色和厚度的材料。

Fabricaide分析导出文件中零件的属性,与数据库中的材料进行对应,将多材料设计的零件分配给材料表。

自动放置零件,并实时预览

Fabricaide提供了基于临界多边形(NFP)方法的2D零件放置算法,其关键部分由C++实现;使用Python进行预处理和后处理,预处理将SVG元素离散为多边形,并进行膨胀处理,确保多边形完整。

按零件面积递减的顺序,利用NFP方法查找可以放置的位置;再以启发式评分 确定最佳位置,实现材料的最大化利用。

该算法能够解决现有漏洞,并以交互速度工作,将多种材料分配给要切割的不同部分,并且用户能够 实时预览零件的放置方式

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对于类似的零件,可以进行打包组合:

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材料使用情况追踪,利用率分析

在制造准备过程中,Fabricaide跟踪每种材料剩余空间,向用户展示 每种材料的利用率以及

单个板材的利用率;并且通过各零件膨胀区域的重叠,提高材料利用率。

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用户可以将 材料板材拍照上传,添加到数据库:

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还可以通过材料数据库查看 所有材料的状态,以便及时了解库存状态,考虑可用材料的分配以及剩余材料的利用计划。

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帮助用户在设计过程中,更早地主动规划材料分配,实现有制造意识的设计过程。

材料不足时提供解决方案

当同种材料均没有足够的空间时,Fabricaide会发出警告,并给出同颜色和同厚度的 替代品建议,使用户可以根据可用材料来调整设计。

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Fabricaide与现有的开源工具相比,在质量可比的前提下 速度更快

研究团队对Fabricaide在 共享空间中的应用提出了设想:用户可以看到其他人正在使用特定材料,从而可以切换到其他材料,以节省资源。

团队还希望Fabricaide能结合更多、更复杂的材料特性,并且表示,可能进一步探索该技术在 3D减法制造中的应用。

该项目得到了美国国家科学基金会的部分支持;其论文将在CHI 2021上发表。

2021年ACM CHI,是关于计算系统中人为因素的虚拟会议,也是人机交互领域的主要国际会议,将于2021年5月8日至13日在日本横滨举行。

2021年ACM CHI,是关于计算系统中人为因素的虚拟会议,也是人机交互领域的主要国际会议,将于2021年5月8日至13日在日本横滨举行。

项目代码已经 开源,想要了解更多信息,可以通过文末连接查看~

链接:

https://hcie.csail.mit.edu/research/fabricaide/fabricaide.html

https://github.com/tichaesque/Fabricaide

https://news.mit.edu/2021/less-wasteful-laser-cutting-fabricaide-0217

本文系网易新闻•网易号特色内容激励计划签约账号【量子位】原创内容,未经账号授权,禁止随意转载。

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作者: admin

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