3D打印新方法可永久改變制件形狀 有望實現(xiàn)商用

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佐治亞理工學(xué)院(Georgia Tech)、新加坡科技設(shè)計大學(xué)(SUTD)和中國西安交通大學(xué)的研究人員通過打印形狀記憶聚合物來創(chuàng)建打印組件，每層聚合物在加熱時都有不同的反應(yīng)?！　∽糁蝸喞砉W(xué)院機械工程學(xué)院教授Jerry Qi表示，該團隊使用計算機模擬來設(shè)計復(fù)合組件，其中硬質(zhì)材料具有一定的形狀和尺寸，可以防止3D打印后軟質(zhì)材料內(nèi)部壓力的釋放。加熱時，硬質(zhì)材料軟化并使軟質(zhì)材料釋放其應(yīng)力，從而導(dǎo)致產(chǎn)品形狀的變化?！　?amp;ldquo;在我們的新方法中，物體由兩種材料組成，一種是軟的，一種是硬的。”Jerry Qi教授在接受采訪時表示：“我們利用材料的性質(zhì)差異以及在打印過程中產(chǎn)生的一些殘余應(yīng)變來促成形狀變化。將兩種材料放置在不同的空間位置并設(shè)置打印參數(shù)，可以設(shè)計出第二種形狀。”　　他說，雖然其他3D打印方式的對象形狀也能改變，但是一旦環(huán)境發(fā)生變化，這些物體就會變回原來的形狀。新方法很新奇，因為變化后的物體能保持它的形狀。此外，該方法的另一個優(yōu)點是容易操作和實施，這意味著可以快速、容易地完成復(fù)雜的形狀變化。　　研究人員說，通過該方法創(chuàng)建的新4D物體有多種新產(chǎn)品特征，例如產(chǎn)品能夠堆放平整或卷起來運輸，然后展開再使用。這種設(shè)計也非常適用于將物體從一個復(fù)雜的形狀轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€復(fù)雜形狀，“比如，可用于微創(chuàng)手術(shù)的生物醫(yī)學(xué)支架或生物醫(yī)學(xué)裝置。也可能用于電子設(shè)備或包裝，一些原始部件放在一起，但后來可以組裝成一個新的結(jié)構(gòu)。”該方法的其他應(yīng)用還包括設(shè)計具有相似設(shè)計需求的機器人和玩具。據(jù)報道，該科研成果已經(jīng)在最近出版的《科學(xué)進步》(Science Advances)雜志上發(fā)表了?！　erry Qi的團隊目前正在使用商業(yè)打印機，這限制了他們的材料選擇。他表示，將來團隊希望能有更多的材料選擇，以實現(xiàn)更好的控制和設(shè)計。Jerry Qi補充說，研究人員正在努力將該方法整合到正式的設(shè)計工具中?！　?amp;ldquo;我們也在探索可發(fā)展的結(jié)構(gòu)和設(shè)備方面的潛在應(yīng)用，”JerryQi說:“我們也對工業(yè)合作開放，使我們的研究能夠運用到實際的工業(yè)應(yīng)用中。”(北京化工大學(xué)臧萌編譯)