除了通用性，所用的模块还需要是可拼接的，因此可以利用它们简单组合拼接成许多不同形状的内核。此外，这些模块还必须几何简单，以便快速、经济地丈规漠廣腐（造，以及后期拼装，同时还不损失残留外壳部分的可打印性。因此，根据前述的这些标准，设计四种不同类型的通用模块：一个正方体，以及三个由正方体切割后形成的多面体。正方体可作为主要的模块来构建内核的大部分体积，其余类型的模块则可以在正方体模块周围辅助填充??凹陷区域来形成平面，以生成平坦面作为残留块的底面并进一步降低残留部分的体积。
（1）如何将输入模型分解为一个内核和一个残留外壳，
（2）如何将残留的外壳部?分进一步分解成金字塔块来进行高效的3D打印。
问题的主要挑战在于将这两个问题耦合在一起考虑优化，而非独立地优化求解其中任意一个问题。使用三维模型的内部最大近似几何体作为内核显然是欠考虑的，因为这样带来的残留部分将有许多细小的结构和复杂的表面，大大牺牲其可打印性。因此，我们需要巧妙地平衡最小化残留部分体积和最大化残留块的可打印性之间的关系。
考虑到残留外壳体积大小、残留块的块数和打印残留块所需的支撑耗材的目标函数来形式化地描述这个耦合问题的目标，并进行计算优化求解。?由于其中的优化问题是高度非线性的，并且搜索空间将会非常的巨大，为了计算效率考虑，我们采取了启发式的优化搜索策略。具体地说，我们使用输入三维模型的最大内核来作为一个初始解，然后采用集束搜索和轴对齐的局部切割操作来迭代式修改优化此内核，以最小化目标函数值。另外，由于通过显式的金字塔分解来准确计算残留块的数量和打印所需支撑耗材的计算代价太高，对目标函数中的每一个优化项设计了快速的估计算法，以提升整个优化过程的计算效率。最后，为了最终制造模型的美观性，在进行残留外壳部分的分解的时候，避免在模型的显著区域上进行切割操作。