麻省理工研發(fā)出3D打印自折疊技術(shù)

魔猴君  科技前沿   2604天前

麻省理工學(xué)院的研究人員通過(guò)3D打印技術(shù)開(kāi)發(fā)了一種可自折疊塑料的技術(shù)。該技術(shù)可用于3D打印電子產(chǎn)品，并可以成為3D打印機(jī)器人領(lǐng)域的一項(xiàng)解決方案。

如果你3D打印出一個(gè)物體，它立即折疊在打印床上，你可能會(huì)擔(dān)心，是不是打印材料有問(wèn)題，或者空氣中的濕度過(guò)大？對(duì)于麻省理工學(xué)院的研究人員來(lái)說(shuō)，自折疊3D打印結(jié)構(gòu)卻可能是非常有用的。

正在開(kāi)發(fā)折疊結(jié)構(gòu)3D打印技術(shù)的研究人員表示，這個(gè)研究的意義在于，折疊的發(fā)生無(wú)需外部刺激包括加熱或者水浸這樣的方式。

用在電子領(lǐng)域，如果你需要一個(gè)可變化形狀的電子結(jié)構(gòu)件，但你又不想通過(guò)把它放到加熱的環(huán)境或者放到水里來(lái)實(shí)現(xiàn)形狀的變化，因?yàn)榧訜峄蛘呓赡軙?huì)導(dǎo)致電子結(jié)構(gòu)件的降解或失效。麻省理工學(xué)院的這項(xiàng)研究提供了無(wú)需環(huán)境刺激的電子結(jié)構(gòu)件自折疊解決方案。

麻省理工學(xué)院嘗試通過(guò)3D打印制作了一個(gè)自折疊電子結(jié)構(gòu)裝置，由電線和塑料制成，在施加電壓時(shí)，這些3D打印結(jié)構(gòu)件改變了形狀，從剛性的“H”形狀，卷曲成為一個(gè)桌子的形狀。

由于研究人員可以控制這個(gè)電子結(jié)構(gòu)件接頭的折疊精確角度，所以它們已經(jīng)能夠產(chǎn)生許多以不同方式變形的不同版本。

麻省理工學(xué)院的這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，最重要的進(jìn)步是材料技術(shù)。雖然帶有一定的偶然性，這種墨水材料顯示出固化后不尋常的膨脹特征。而大多數(shù)打印材料會(huì)在凝固時(shí)略有收縮。

另一件事情，3D打印制造商可能非常不喜歡所打印的產(chǎn)品粘在基板上的現(xiàn)象。不過(guò)在麻省理工學(xué)院的這項(xiàng)特別的研究中，粘在基板上反而對(duì)制造這種特殊產(chǎn)品非常有用的途徑。

這是因?yàn)?/span>3D打印結(jié)構(gòu)對(duì)基臺(tái)的依從性使得打印的物體完全保留在打印時(shí)所需要的位置。如果底部沒(méi)有粘性，結(jié)構(gòu)將在打印完成之前開(kāi)始折疊，那么反而不利于打印的成功完成。

3D打印結(jié)構(gòu)件的“折疊”行為是由于墨水內(nèi)的化學(xué)成分相互作用造成的。 3D打印油墨包含幾個(gè)長(zhǎng)分子鏈和一個(gè)短得多的鏈，由丙烯酸異辛酯單體組成。當(dāng)用紫外光固化時(shí)，長(zhǎng)鏈相互連接，麻省理工學(xué)院研究人員將其描述為“剛性叢生的分子”。當(dāng)另一層材料沉積在頂部時(shí)，液體上層中丙烯酸異辛酯的小鏈下沉到較低的較剛性的層中，從而引起膨脹的力。

研究人員想要更多地了解這個(gè)過(guò)程是如何運(yùn)作的，以便更好地設(shè)計(jì)和控制變形的發(fā)生。目前，研究人員希望使用這種技術(shù)來(lái)制造傳感器，顯示器或天線，其功能取決于它們的三維形狀。以后，該方法可以擴(kuò)展到制作3D打印機(jī)器人。

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