瑞士科学家拟用压缩空气或湿度控制4D打印物体

2017-05-12 11:57:59来源：3D打印智造网编辑：齐之越关键词：4D打印 3D打印材料 3D打印产品阅读量：32009

导读：近日，瑞士苏黎世联邦理工学院的科学家们正在开发可以折叠成三维物体的平板组件以及承重4D打印物体，可能用压缩空气或湿度来控制4D打印物体。

　　【中国智能制造网技术前沿】近日，瑞士苏黎世联邦理工学院的科学家们正在开发可以折叠成三维物体的平板组件以及承重4D打印物体。目前，他们正在手动配置这些结构，但是他们已经在开发一种扩展结构以应对温度的驱动器，可能用压缩空气或湿度来控制4D打印物体。

　　3D打印现在已经有三十多年了，越来越多的研究人员正在展望下一个合乎逻辑的步骤：“4D打印”是随着时间的推移，3D打印对象的热门科学术语。不仅是任何随机的转换，4D打印是如此创新，正是因为它的设计参数，结构被预编程以特别响应于刺激。尽管4D打印材料(如形状记忆合金和电活性聚合物)已经铺路了一段时间，但瑞士苏黎世联邦理工学院的科学家们一直在进一步推动这一领域。

　　苏黎世工程设计与计算实验室负责人克里斯蒂娜·谢(Kristina Shea)教授已经开始开发可以折叠成三维物体的平板组件，以及承重4D打印物体。位研究人员创建了这种重量级的4D打印对象，Shea和她的实验室集团特别关注于完善施工原理，允许他们控制物体的变形，直到三通。

　　Shea集团的博士生田晨说：“我们生产的平板结构不会随机改变配置，而是完全按照我们设计的方式。”ETH苏黎世团队围绕致动元件设计两种可能的状态：收回或延伸。单个元素只能承担这两种潜在状态中的一种(即元素可以缩回或扩展)，研究人员可以预测结构将终假设的稳定的4D形式。另外，正在开发一种模拟软件，它将允许Shea准确地预测必须用于产生所需变形的形状和力。然后可以相应地设计对象。

　　苏黎世工业集团使用先进的多材料3D打印机制造其结构。虽然该系统允许以多达40种不同的材料进行打印，但Shea及其团队制造的物体只使用两种：一种包含大部分结构的刚性聚合物和用于运动部件的弹性聚合物。令人惊讶的是，所有零件都印在一个单一的步骤中。

　　“4D打印有几个优点，”Shea解释说，“在一个单一步骤中，用刚性和弹性部分打印平面初始形状是的。生产三维物体或将其从不同的部件组装起来要复杂得多，耗时很多。“可能的应用是开放式的：航空航天是一个可行的选择，但苏黎世科技大学的科学家们也在研究通风系统，开启和关闭阀门的机制，或医疗应用如支架。

　　目前，Shea和她的团队正在手动重新配置这些结构，但是他们已经在开发一种扩展结构以应对温度的驱动器。开发组还报告说，可能用压缩空气或湿度来控制4D打印物体。

　　(原标题：3D打印还没普及，新生代可伸缩的4D打印就来了)

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