C-Tubes：平坦材料的3D形态重塑，开启设计制造新范式

EPFL的研究人员开发了一种名为C-Tubes的新型结构构建技术，该技术能够利用平坦的材料条带弯曲成复杂的3D管状结构，而无需拉伸或起皱。这项突破性进展源于对“可展曲面”几何特性的深入研究，通过算法优化，实现了从平面材料到坚固、轻质的弯曲形态的直接转化，显著简化了传统制造中对复杂模具和反复试验的依赖。

C-Tubes技术的核心在于其数学模型和算法，能够精确计算平坦材料的展开和弯曲过程，确保最终形成的管状结构在空间中实现流畅的曲线、扭曲和环绕。这种“按构造可展”的设计理念，使得复杂形态的构建变得直观且可预测。该技术不仅提升了设计的自由度和效率，还因其减少材料浪费、降低能耗的特性，在可持续生产方面展现出巨大潜力。

该技术有望革新建筑、家具、照明乃至汽车和船舶设计等多个领域。例如，已成功设计出摇椅和原型灯具，并设想应用于大型屋顶结构、建筑穹顶等。尽管在推广过程中可能面临行业惯性挑战，但C-Tubes技术以其兼顾设计美学、功能性与制造可行性的独特优势，预示着材料应用与三维形态构建的新纪元。

Elegant mathematics bending the future of design

EPFL researchers have developed a new way to design complex, curved three-dimensional shapes using flat materials such as paper, aluminum sheets or plastic, combining creative thinking with a new computational algorithm.

Logo EPFL, Ecole polytechnique fédérale de LausanneTanya Petersen