弗吉尼亞理工大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種微型3d打印的新方法，該方法具有原位樹(shù)脂混合，輸送和交換功能，以及機(jī)器人材料清潔系統(tǒng)，可以在不同模量的材料之間進(jìn)行切換，而不會(huì)在特性材料之間造成交叉污染。
弗吉尼亞理工大學(xué)微型3d打印技術(shù)可創(chuàng)建具有編程剛度的多材料
這種被稱(chēng)為多材料可編程增材制造的集成樹(shù)脂傳輸方法可用于各種應(yīng)用，包括飛機(jī)機(jī)翼結(jié)構(gòu)，防護(hù)涂層，能量吸收，致動(dòng)，柔性裝甲，人造肌肉和微型機(jī)器人。工程學(xué)院機(jī)械工程助理教授，大分子創(chuàng)新研究院成員xiaoyu rayne zheng表示，微尺寸制造系統(tǒng)可以升級(jí)至納米級(jí)以上。“我們使用這種新技術(shù)來(lái)制造具有程序剛度的材料。”zheng說(shuō)。 “基本上，您可以編程3d模型分布的位置，通過(guò)編程，我們可以實(shí)現(xiàn)變形能力，在不同的方向上拉伸和變形。”
使用普通材料時(shí)，單向拉伸會(huì)導(dǎo)致材料向相反方向收縮。新的zhuanli工藝和設(shè)計(jì)允許設(shè)計(jì)人員在一個(gè)構(gòu)建中創(chuàng)建非常具體的模量分布，以允許編程變形， 在整個(gè)材料體內(nèi)可以發(fā)生程序擴(kuò)張或收縮。“這項(xiàng)技術(shù)是一種基于機(jī)器人的增材制造，一種集成流體系統(tǒng)，可以讓我們提供不同的墨水(樹(shù)脂)作為原料，”zheng說(shuō)。 “這個(gè)過(guò)程也是自我清潔的，因此墨水之間不會(huì)發(fā)生交叉污染。”
理想的情況是，3d打印技術(shù)希望能夠在一個(gè)功能設(shè)備可以打印的地方使用多種材料，而不需要過(guò)多的結(jié)構(gòu)，例如工具，膠合，裝配或焊接。“實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)需要我們將一系列不同的材料屬性放入一個(gè)平臺(tái)并連接它們。增加的材料設(shè)計(jì)自由度允許我們?cè)诓桓淖內(nèi)S微體系結(jié)構(gòu)的情況下實(shí)現(xiàn)負(fù)的正變零變形應(yīng)變一種材料。“zheng解釋說(shuō)。
與傳統(tǒng)的類(lèi)似基材的3d打印材料不同，多材料超材料可以具有不同的剛度分布，從3d晶格框架內(nèi)的柔軟彈性體到剛性脆性。“我們?cè)O(shè)想這些可編程變形材料概念將定向放大，致動(dòng)，柔性電子器件以及具有定制剛度和韌性的輕質(zhì)超材料設(shè)計(jì)中找到應(yīng)用。通過(guò)快速制造分布在微晶格架構(gòu)內(nèi)的不同材料成分提供的新材料設(shè)計(jì)空間，開(kāi)辟了3d材料的3d打印新尺寸，具有很大的剛度變化。”
(原標(biāo)題：弗吉尼亞理工大學(xué)微型3d打印技術(shù)可創(chuàng)建具有編程剛度的多材料)