新的3D打印方法制造形狀可變的物體
來自喬治亞理工學(xué)院和其他兩個機(jī)構(gòu)的一組研究人員開發(fā)了一種新的3D打印方法，用于制造可以對熱做出反應(yīng)而永久地轉(zhuǎn)換成一系列不同形狀的物體。 '%vb&a!.6
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這個包括來自新加坡科技設(shè)計大學(xué)（SUTD）和中國西安交通大學(xué)的研究人員的團(tuán)隊，通過打印形狀記憶高分子層來制作物體，這些高分子層的每一層在被加熱的時候反應(yīng)都不一樣。 !ZJ" lm
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“通過將機(jī)械編程后處理步驟直接合并到3D打印過程中，這種新方法大大簡化過程和增加了4D打印的潛力，”Jerry Qi說，“這使得佐治亞理工學(xué)院的高分辨率三維打印部件可以通過計算機(jī)模擬，用3D打印來制作，然后通過簡單的加熱直接快速地使其變成新的永久的形狀�！� NTkGLD1e.
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這項研究發(fā)表在了4月12日的《科學(xué)進(jìn)步》雜志上，這是美國科學(xué)促進(jìn)協(xié)會的一份出版物。這項工作由美國空軍科研辦公室，美國國家科學(xué)基金會資助，并獲得了新加坡國家研究基金會通過SUTD DManD中心進(jìn)行的資助。 AK]{^Hvz
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他們對這些新的3D打印物體的開發(fā)使用了該工作團(tuán)隊以前完成的工作——使用智能形狀記憶聚合物（SMP），這些聚合物可以記住一個形狀并在被均勻加熱時變化成另一個預(yù)先設(shè)計好的形狀，從而使得物體可以沿著鉸鏈將自己折疊起來。 u%3D{Dj
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“這種方法可以在打印時間和打印材料方面節(jié)省高達(dá)百分之九十，同時完全消除了設(shè)計和制造流程中耗時的機(jī)械編程，”Qi說。 ca h1'Y
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為了說明該新工藝的能力，團(tuán)隊制作了幾個在進(jìn)入熱水時可以迅速彎曲或張開的物體——包括一朵花瓣可以像真正的雛菊一樣對陽光做出反應(yīng)而彎曲的花，還有一個能擴(kuò)大到其原始尺寸近八倍的晶格狀物體。
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“我們的復(fù)合材料含有一種在室溫下的軟質(zhì)材料，可以通過程序來使其具有內(nèi)部應(yīng)力，而其他的材料是硬的，”新加坡科技設(shè)計大學(xué)博士后研究員Zhen Ding說�！拔覀兪褂糜嬎隳M來設(shè)計復(fù)合材料的零件，其中剛性材料的形狀和尺寸可以在3D打印后防止軟質(zhì)材料釋放程序植入的內(nèi)應(yīng)力。加熱后，硬材料軟化，使得軟材料能夠釋放其應(yīng)力，而這會導(dǎo)致在產(chǎn)品形狀發(fā)生改變——而這種變化通常是非常巨大的。 s<Px au+A
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