日前，佐治亞理工學院、新加坡科技設計大學和中國西安交通大學的科研人員開發(fā)了一種新的3D打印方法，創(chuàng)建出加熱可以永久改變其原始形狀的打印組件，該技術適合多領域的應用要求，有望實現(xiàn)商用。
3D打印即快速成型技術的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。
3D打印技術已經(jīng)被運用于許多行業(yè)當中，高科技為我們的生活帶來了極大的貢獻。
近日，一組跨國機構的研究人員開發(fā)了一種新的3D打印方法，創(chuàng)建出加熱可以永久改變其原始形狀的打印組件，該技術適合多領域的應用要求，有望實現(xiàn)商用。
佐治亞理工學院(GeorgiaTech)、新加坡科技設計大學(SUTD)和中國西安交通大學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。
佐治亞理工學院機械工程學院教授JerryQi表示，該團隊使用計算機模擬來設計復合組件，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)材料釋放其應力，從而導致產(chǎn)品形狀的變化。
“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置打印參數(shù)，可以設計出第二種形狀。”
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。這種設計也非常適用于將物體從一個復雜的形狀轉變?yōu)榱硪粋�復雜形狀，“比如，可用于微創(chuàng)手術的生物醫(yī)學支架或生物醫(yī)學裝置。也可能用于電子設備或包裝，一些原始部件放在一起，但后來可以組裝成一個新的結構。”該方法的其他應用還包括設計具有相似設計需求的機器人(300024)和玩具。據(jù)報道，該科研成果已經(jīng)在最近出版的《科學進步》(Science Advances)雜志上發(fā)表了。
Jerry 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計工具中。
