可用于软体机器人,弗吉尼亚理工研究人员开发出多材料可编程树脂3D打印技术

虽然多材料的3D打印还处在起步阶段,但这个领域充满了可能性。因为多材料的应用可以使工程师有更多的自由度实现设计要求,

根据3D科学谷的了解,来自弗吉尼亚理工的研究人员创建了具有编程刚度的3D打印多材料,这种由不同材料制成的微晶格结构。这种多材料可编程刚度的3D打印技术允许打印不同模量的材料。

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这种微型3D打印的新方法具有原位树脂混合,输送和交换功能,还配有自动化材料清洁系统,可在不同模量或不同特性的材料之间进行灵活切换,而不会造成交叉污染。

这种称为多材料可编程增材制造的集成树脂传输方法发表在期刊Scientific Reports中。该技术可用于各种应用,包括飞机机翼结构,保护涂层,能量吸收,致动,柔性装甲,人造肌肉和微型机器人等。

根据弗吉尼亚理工大学工程学院机械工程助理教授,大分子创新研究院成员Rayne Zheng,通过编程可以实现变形能力控制 – 精确布置在不同的方向拉伸和变形量。

使用普通材料时,单向拉伸会导致材料向相反方向收缩。而弗吉尼亚理工大学这种新的专利工艺和设计允许设计人员在一个构建中创建非常具体的模量分布,以允许编程变形 – 在整个材料范围内可以发生程序扩张或收缩。

根据Rayne ,理想的情况下3D打印技术能够实现在制作一个功能元件的时候通过在不同的位置打印不同的材料来实现功能组合,而不需要像以往那样过多的结构,也无需模具,胶合,装配或焊接这些工艺。

 —- 3D科学谷Review

毫无疑问,3D打印技术最有前途的一个新方向之一是多材料3D打印。然而,如何定义零件在不同的部位用什么样的材料,不同的零件之间如何连接,材料的定义如何与要实现的功能结合起来,这是多材料打印的难题。

不仅仅是弗吉尼亚理工大学,如何定义零件在不同的部位用什么样的材料,不同的零件之间如何连接,材料的定义如何与要实现的功能结合起来,这是多材料打印的难题。而麻省理工学院计算机科学和人工智能实验室(CSAIL)于2016年就在多材料打印领域取得了巨大进步,他们开发了名为Foundry的面向多材料设计的软件,使得多材料3D打印更容易、更精确的。

而哈佛大学也在软件领域为多材料的3D打印提供了可行性,哈佛大学的研究人员能够量化材料弯曲的各种不同的方式,并计算这样的运动会如何影响像刚度这样的特性。他们现在可以使用他们的数字框架快速循环几百万种不同的图案,让电脑通过理想的属性设置给定一个恰当的设计。一旦一个给定的设计被选中,科学家们能够使用多材料3D打印机以及激光切割纸板、双面胶带等材料组合来创造超材料的原型。

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