Das Ziel dieses Projektes ist es den Prozess der Geometrieverarbeitung und Modellierung digitaler Formen für persönliche Fabrikation zu erforschen und zu erweitern. Persönliche Fabrikation ist ein gegenwärtiger Trend, der sowohl in Wissenschaft als auch in der Industrie verstärkt Aufmerksamkeit erregt. Es ist ein breites und komplexes Thema, welches mehrere Wissenschaftsgebiete umfasst, und eines der wichtigsten offenen Probleme ist die Erforschung intelligenter Algorithmen für die automatische Verarbeitung von Modellen. Wir argumentieren dass, wenn digitale Modelle 3D-gedruckt werden sollen, dieses Ziel explicit im Erstellungsprozess von Beginn an berücksichtigt werden sollte. Dieses Forschungsprojekt fällt in den Bereich der Computergrafik und interaktiven Techniken, wobei wir auf Erkenntnissen aus der interaktiven und prozeduralen Modellierung, der Formanalyse und Formverständnis, als auch der Geometrieverarbeitung, aufbauen möchten. Unser Ziel ist es, neue algorithmische Lösungen für die persönliche Gestaltung und Fertigung von Objekten zu entwickeln. Insbesondere werden wir folgende Aspekte behandeln:
(1) Eines der Hauptprobleme der modernen geometrischen Formmodellierung ist die Frage der übergeordneten Formverständnis, in anderen Worten, wie komplexe und zusammengesetzte Formen interpretiert, d.h., wie ihre wie einzelnen Elemente organisiert, hierarchisiert, und gruppiert werden sollen.
(2) Ferner wollen wir neue interaktive Modellierungsverfahren für kreative Gestaltung von ästhetischen und ansprechenden Modellen erforschen. Wir werden eine High-Level-Modellierungs-Anwendung entwickeln, die das Prinzip der sog. explorativen Modellierung in der Vordergrund stellt. Sie soll speziell für gelegentliche und nichtprofessionelle Anwender geeignet sein und unerfahrene Menschen während der Modellierung dabei unterstützten ihre Kreativität freizusetzen.
(3) Unser drittes Ziel ist schließlich die persönliche Fertigung. Wir werden eine Reihe von Optimierungs-und Simulationstechniken entwickeln, welche die spezifischen Gegebenheiten der Fertigung direkt in den Modellierungsprozess integrieren (fabrication-aware modeling). Diese enge Integration ermöglicht es sofort druckbare 3D-Modelle zu erstellen, ohne Zwischenstufen und Zwischenbearbeitung, im Gegensatz zum aktuellen Arbeitsfluss.
Die Forschungsergebnisse dieses Projekts werden sich auf ein breites Publikum in den Wissenschaften und der Industrie auswirken. Wir erwarten unmittelbar zu dem wissenschaftlichen Letzten-Stand der Computergrafik und interaktiven Techniken beizutragen. Insbesondere werden wir zum Formverständnis-Problem, zur automatischen Formsynthese, zur interaktiven Modellierung, und schließlich zur Formoptimierung und physikalischen Modellierung beitragen. Darüber hinaus werden unsere Ergebnisse einen indirekten Einfluss auf die Bildung, den Verbraucherbereich des Designs, und es kann sich zusätzlich auch auf professionelle Bereiche wie Produkt-Design, Rapid Prototyping, oder Architektur auswirken. Vom wirtschaftlichen Standpunkt aus wird sich unsere Forschung auf den schnell wachsenden Konsumentenmarkt des Additiven Manufacturing auswirken.
