3D打印 用于饮食业
康奈尔大学 建于公元1865年
概述
1. 3D 打印概述
2. 使用3D 打印的动机
3. 与食品相关的3D 打印设备
4. 使用食材的3D 打印
什么是3D打印?
时尚
伦 敦 时 装 学 院 Kerrie Luft
设 计 作 品
设 计 作 品
建筑
数 字 怪 诞 项 目
建筑
医学
. .
人体组织
航空航天
3D打印市场规模
中国制造业市 场
2012年全球市 场总额为23亿
美元
为何是现在?
寻求“3D 打印”
2009 2011 2013
$1,000 $2,000 $4,000 $12,000 $250,000 >$500,000
去除制造业的复杂性 技术范围内
复合材料
麻省
理工 学
院
“线性”成本规模
较低的准入门槛
复杂性与定制
使用3D打印
快速成型 直接单件生产
小批量生产
艺术定制
功能定制
利基市场
几何复杂性
通过用3D打印技术制作的晚餐检查食物打印
使用传统的3D打印 快速成型
使用传统3D打印 低成本注塑
Stratasys 公司
使用传统3D打印 直接单件生产: 艺术定制
使用传统3D打印 直接单件生产: 功能定制
使用传统3D打印 直接单件生产: 几何复杂性
3D打印食物
三种思想学派: 生物 自下而上
p 自上而下
3D打印食物 生物
现代化牧场
怎样才能做成一个0.25磅的汉堡?
饲料 磅谷物和牧草 谷物 加仑,用
于饮用和灌溉饲料作物 水
土地 平方英尺,用于放牧和种植饲料作物
能量 英国热量单位,用于饲料生产和运输-足够供应7个平板电脑
温室气体 磅二氧化碳等气体被释放
生物打印工作原理
含细胞的生物墨水
3D打印机喷嘴
琼脂糖棒 来源:现代化牧场
3D打印食物 自下而上
原料 成分 结构 组织 食物
为生活创新
生物技术(藻类,菌类…….) 废物(食品农业……) 轮耕作物:羽扁豆…… 替代资源:海藻,非粮食作物,昆虫……
微量营养素胶囊 碳水化合物
蛋白质纤维
调料 微量营养素 睡
脂肪
蛋白质
多糖纤维
脂肪球
调料胶囊
3D打印食物 自上而下
法国烹饪学院
法国烹饪学院
法国烹饪学院
法国烹饪学院
使用早先技术制作 的面团
雅各布斯(2013年9月22日) 打印的晚餐。纽约时报,SR1
使用添加剂的意 大利面酱
他人开创的使用加热技 术制作的奶酪
3D打印食物 直接单件生产: 艺术
3D打印食物 直接单件生产: 艺术
雅各布斯(2013年9月22日) 打印的晚餐。纽约时报,SR1
模板层
活动表
医学信息 计算基 础代 谢率
计算燃 烧的卡 路里
消耗的 卡路里
卡路 里赤 字
用户 登录
谷歌日 历
材料信息
计算每 层的卡 路里
选择层 数和类 型
可打印 的设计
直接单件生产: 营养定制 设计食物的运算法则
3D打印食物
燃烧的卡路里总和
代谢当量 瓦特
焦耳公式
(男性) (女性)
Lipton J., Lipson H., 2012 “数据驱动食欲: 食物的未来”, IEEE 综览 (特约论文)(非同行审阅)
模板层
活动表
医学信息 计算基 础代 谢率
计算燃 烧的卡 路里
消耗的 卡路里
卡路 里赤 字
用户 登录
谷歌日 历
材料信息
计算每 层卡路 里
选择层 数和类 型
可打印 的设计
赤字: 1229
饼干所含卡路里: 123
直接单件生产: 营养定制 设计食物的运算法则
Lipton J., Lipson H., 2012 “数据驱动食欲: 食物的未来”, IEEE 综览 (特约论文)(非同行审阅)
消耗: 2333 千卡
燃烧: 1344
基础代谢率: 2218
3D打印食物
自动设计打印的饼干 Lipton J., Lipson H., 2012 “数据驱动食欲: 食物的未来”, IEEE 综览 (特约论文)(非同行审阅)
3D打印食物 直接单件生产: 营养定制
Lipton J., Arnold D., Nigl F., Lopez N., Cohen D., Noren N., Lipson H., 2010, 适用于传统后加工程序的内部结构复杂的复合材料食物打印,第21届实体自由成形制
造研讨会提出
3D打印食物 直接单件生产: 质地定制
概述
1. 3D 打印概述
2. 使用3D 打印的动机
3. 与食品相关的3D 打印设备
4. 使用食材的3D 打印
3D打印食物 直接单件生产: 质地
‘'
1..毒
... -- . ' . 帽 - -
设计的新世界
添加制造的三步曲:
· 控制形状与造型
· 控制内部结构 · 控制功能行为
挑战与机遇 · 去除复杂性
· 新设计空间 · 新设计师
我们如何
实现大众化定制
应对程度如此之高的复杂性
绝妙
的
应用
联合Jeff Lipton, DanieCl ohen 制作
Toothbrush
# 毛刷 毛刷类 型
手柄形状
选择你喜欢的研究对象。进化产生下一代物品,这些物品是你所选的物品的变体,这近似于动物 的繁殖和自然进化(更多)。要么从下列某一物品进一步进化,要么从头开始进化。
蘑菇 获得脊椎 另一张碳脸 女性躯体 蜂王
蝴蝶 威吓物 稻草人 稻草人 灯泡,热气球
灯 灯 灯座 灯
电灯
灯
方灯 方灯与灯座 灯 融化的灯 蓬松的灯
联合Jeff Clune, Jason制作
我们如何
实现大众化定制 应对程度如此之高的复杂性
Bathsheba.com
基因演算法
- - - ------- ,--.....-.... 4圃 严 』- 、、
k
- - - -
- - - - ‘ .
、、·. - - - - - 卢 .--- I 户户
户
r I
-----
J. ' 户户户 ---- \ - - ---- -
- 飞‘ 一.
\---一 一 J ’
tI J \
\
飞、
- ---- - - - I ·吨\
- - I
. .
- I ..,.. I _ __. -
卢-
(a)
h
、
u
,
,.、
(e)
nuy
,
‘
,、
(c) (d)
(g) 』
、”
,
,,、
‘咽 、气、
Ccj 心 II .oal1
6i. 一一电 Hoo吨 ’闹。崎 P『of•1e l \
" . "
曲 章 响同时,咽
I II · Slmul; itod P1of.tei I
·•I - At;叩兰州阳 0 O t 0 2 0 3 0<4 0 5 0‘e o 1 o e o 9
飞二 \ ·陆 m句m”tJ:> F'rol1l l _
\ --0 6 - - o m伺 P刚 曲 ’ 卢飞、 SllT'lulll l)d P耐,抽
叫 Aciu; i l a4to 队 』\、
-
。2 、\\
I·0 6| ":
· 飞 、 0 0 t O? 0 3 O <I 0 5 0 6 0 7 0 6 0 9
弹 性 系 数 任 意 单 位
微观结构
随机 网丝 层次 高频脉动 纵向 横向
细胞增大材料
泊松比和增大的体素结构
泊 松 比
随机体素结构 增大的体素结构
张力
空中巴士/
欧洲宇航防
务集团
联合
Jona
than
Hill
er
制作
模拟数字材料
JonathanHille
r
JonathanHille
r
3D回路
JonathanHille
r
Jona
than
Hill
er
联合 Robert MacCurdy
联合 Robert MacCurdy
制作
RobMacCurdy
物理体素
JosephMille
r
500µm
JosephMille
r