科罗拉多大学博尔德分校的研究人员开发了OpenVCAD，这是一种开源工具，通过函数和代码定义三维物体的形状及其内部多材料分布方式，旨在实现更智能的多材料3D设计。 

 这一工具由机械工程系助理教授Robert MacCurdy领导的物质组装计算实验室开发，相关研究论文已发表于《增材制造》期刊。

计算机科学系四年级博士生Charles Wade是OpenVCAD软件包的主要开发者。 传统计算机辅助设计（CAD）系统通常通过边界曲面定义物体，并假设边界内部由单一材料构成。

这种范式难以创建平滑过渡结构，例如从坚硬逐渐变柔软的鞋底。 OpenVCAD作为灵活编程工具包，允许用户定义复杂材料函数并将其分配给3D打印的特定区域。

Wade强调，这是首个可广泛使用的基于代码的多材料设计工具，在保持打印物体复杂性的同时，兼具易用性和直观的设计编写体验。

研究还展示了OpenVCAD与多种3D打印机的兼容性，包括可同时使用五种材料进行打印的设备。应用潜力涵盖医学建模、软体机器人、工程仿真和结构设计等领域。 

 MacCurdy表示，依托OpenVCAD的核心能力，能够在多个领域表征多材料物体，并期待这种多材料设计方法获得广泛应用。 

 作为开源平台，OpenVCAD面向全球工程师和研究人员免费开放。该工具提供Python实现方案，用户仅需一行代码即可导入资源库开始设计。

Wade补充说，希望让更多人使用这个工具，目前已有越来越多来自其他机构的外部研究人员使用该工具。

OpenVCAD专注于可编程的函数式设计，其开发反映了3D建模工作流向更易用、更智能方向发展的趋势。根据互联网公开信息，今年早些时候，AI软件初创公司Backflip因获得3000万美元融资引发关注，其生成式AI工具可将图像和文本提示转换为可3D打印的零件。 

 在NEA和Andreessen Horowitz等风投机构支持下，该平台据称可在数分钟内生成复杂设计的高分辨率模型。生成文件可采用金属、碳纤维或塑料进行3D打印。 

 另一方面，3D打印材料专家polySpectra推出的neThing.xyz生成式设计工具，允许用户通过简单提示创建可3D打印的CAD文件，致力于降低增材制造的应用门槛。 

 题图展示采用梯度设计的多材料晶格结构，具备冲击吸收能力。图片由科罗拉多大学博尔德分校提供。