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新的方法制造形状可变的物体

2020-01-16| 发布者: www.d83w.com | 查看: 1480|原作者: 东部三维网

摘要:由佐治亚理工学院的多材料3D打印机制造的格子,加热后可以永久扩展到其原始宽度的八倍。乔治亚理工学院和其他两个组织的一组研究人员开发了一种新的3D打印方法,该方法可以创建对象,这些对象可以根据热量永久

由佐治亚理工学院的多材料3D打印机制造的格子,加热后可以永久扩展到其原始宽度的八倍。

乔治亚理工学院和其他两个组织的一组研究人员开发了一种新的3D打印方法,该方法可以创建对象,这些对象可以根据热量永久地转换为一系列不同的形状。

由新加坡科技设计大学(SUTD)和中国西安交通大学组成的研究团队通过印刷形状记忆聚合物层来生产物体。这些聚合物层的每一层在加热时都会发生反应。不同。

“通过将机械编程后处理步骤直接合并到3D打印过程中,这种新方法极大地简化了过程并增加了4D打印的潜力,” Jerry Qi说。 “这使佐治亚理工学院获得了高分辨率的3D。可以通过计算机模拟来制作打印零件,然后通过3D打印制作出来,然后通过简单的加热迅速地将其变成永久的新形状。”

这项研究发表在美国科学促进会的出版物《科学进步》的4月12日发行上。这项工作由美国空军研究办公室,国家科学基金会资助,并通过SUTD DManD中心获得了新加坡国家研究基金会的资助。

他们使用团队使用智能形状记忆聚合物(SMP)进行的工作开发了这些新的3D打印物体,该形状记忆一种形状并在均匀加热时变为另一种形状。一种预先设计的形状,允许物体沿自身折叠铰链。

“这种方法可节省多达90%的打印时间和打印材料,同时完全消除了设计和制造过程中耗时的机械编程,”齐说。

为说明新工艺的功能,该团队创建了多个对象,这些对象在进入热水时可以快速弯曲或打开,包括可以像真菊花一样弯曲的花朵以响应阳光。还有一个晶格对象,可以扩展到其原始大小的近八倍。

“我们的复合材料在室温下包含一种柔软的材料,可以编程为具有内部应力,而其他材料则是坚硬的,”新加坡科技大学的博士后研究员陈鼎说。 “我们使用计算仿真来设计复合材料零件,其中刚性材料的形状和尺寸可防止3D打印后软质材料释放程序的内部应力。加热后,硬质材料软化,从而使软质材料释放应力。这将导致产品的形状发生变化,并且这种变化通常非常大。

研究人员说,这个新的四维物体可以实现一系列新产品功能,例如可以在运输过程中将它们平放或卷起来,然后在使用后展开的产品。最终,该技术使组件能够以精确的定时方式准确地响应温度,湿度或光刺激,从而创建空间结构,内置医疗设备,机器人,玩具和许多其他结构。

“这项工作的主要发展是大大简化了的四维打印方法,使我们能够制造高分辨率3D复杂可编程产品”,新加坡科技设计大学的Martin L.发表。邓恩教授说,他还是新加坡科技设计大学数字制造与设计中心的主任。 “有望在生物医学设备,3D电子产品,消费产品等领域实现无数应用。它甚至为产品设计打开了新的大门,在此过程中最初设计了要使用的组件。在此过程中会产生多种配置。



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