浙大设计研究|可编程的泡沫

2026-05-15

柔性材料

柔性材料因其优异的舒适与安全性,广泛应用于穿戴设备和实体交互领域。发泡作为制造此类材料的常见工艺,使材料在体积发生膨胀的同时,完成形态的塑造与软硬度的转化。

GyFoam热触发体积膨胀
GyFoam热触发体积膨胀

尽管传统发泡技术广泛用于柔性物品制造,但在形态可控性与局部刚度定制方面仍面临挑战。浙江大学设计学团队提出了GyFoam:一种通过均匀膨胀制造可定制刚度晶格泡沫的方法。该方法利用桌面 3D 打印机制作水溶性模具来塑造材料的晶格结构,引导其在发泡过程中均匀膨胀,从而实现柔性实体的无缝成型与局部软硬度的精准定制。

GyFoam变形库
GyFoam变形库:三种不同的变形结构

大体积柔性产品
GyFoam制造生活中的大体积柔性产品

可穿戴产品
GyFoam制造不同软硬度的可穿戴产品

该成果的第一学生作者是浙江大学设计学博士生陈昊天。“GyFoam把原本难以精准调控的发泡工艺,转化为可自由定制形态与力学响应的数字化制造方法。我们期望以此构建全新的个性化制造路径,为柔性产品开拓更自由、更多元的创新设计思路。” 陈昊天分享道。

浙江大学设计学博士生陈昊天
浙江大学设计学博士生陈昊天

项目成果:
项目成果于2025年9月发表在国际人机交互领域顶级会议UIST 2025。研究团队:王冠云,陈昊天,王煜沣,李松运,陶玥,祁凡珂,曹李卓,金骁,陶冶*,郦家骥*。本项目受到国家自然科学基金资助。

论文原文链接:
Guanyun Wang, Haotian Chen, Yufeng Wang, Songyun Li, Yue Tao, Fanke Qi, Lizhuo Cao, Xiao Jin, Ye Tao*, Jiaji Li*. 2025. GyFoam: Fabricating Lattice Foam with Customizable Stiffness through Uniform Expansion. Proceedings of the 38th Annual ACM Symposium on User Interface Software and Technology(UIST ’25). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, Article No.: 39, Pages 1-16.
https://doi.org/10.1145/3746059.3747785
(*通讯作者)