麻省理工研發出3D打印自折疊技術

魔猴君  科技前沿   2830天前

麻省理工學院的研究人員通過3D打印技術開發了一種可自折疊塑料的技術。該技術可用于3D打印電子產品，并可以成為3D打印機器人領域的一項解決方案。

如果你3D打印出一個物體，它立即折疊在打印床上，你可能會擔心，是不是打印材料有問題，或者空氣中的濕度過大？對于麻省理工學院的研究人員來說，自折疊3D打印結構卻可能是非常有用的。

正在開發折疊結構3D打印技術的研究人員表示，這個研究的意義在于，折疊的發生無需外部刺激包括加熱或者水浸這樣的方式。

用在電子領域，如果你需要一個可變化形狀的電子結構件，但你又不想通過把它放到加熱的環境或者放到水里來實現形狀的變化，因為加熱或者浸水可能會導致電子結構件的降解或失效。麻省理工學院的這項研究提供了無需環境刺激的電子結構件自折疊解決方案。

麻省理工學院嘗試通過3D打印制作了一個自折疊電子結構裝置，由電線和塑料制成，在施加電壓時，這些3D打印結構件改變了形狀，從剛性的“H”形狀，卷曲成為一個桌子的形狀。

由于研究人員可以控制這個電子結構件接頭的折疊精確角度，所以它們已經能夠產生許多以不同方式變形的不同版本。

麻省理工學院的這項研究發現，最重要的進步是材料技術。雖然帶有一定的偶然性，這種墨水材料顯示出固化后不尋常的膨脹特征。而大多數打印材料會在凝固時略有收縮。

另一件事情，3D打印制造商可能非常不喜歡所打印的產品粘在基板上的現象。不過在麻省理工學院的這項特別的研究中，粘在基板上反而對制造這種特殊產品非常有用的途徑。

這是因為3D打印結構對基臺的依從性使得打印的物體完全保留在打印時所需要的位置。如果底部沒有粘性，結構將在打印完成之前開始折疊，那么反而不利于打印的成功完成。

3D打印結構件的“折疊”行為是由于墨水內的化學成分相互作用造成的。 3D打印油墨包含幾個長分子鏈和一個短得多的鏈，由丙烯酸異辛酯單體組成。當用紫外光固化時，長鏈相互連接，麻省理工學院研究人員將其描述為“剛性叢生的分子”。當另一層材料沉積在頂部時，液體上層中丙烯酸異辛酯的小鏈下沉到較低的較剛性的層中，從而引起膨脹的力。

研究人員想要更多地了解這個過程是如何運作的，以便更好地設計和控制變形的發生。目前，研究人員希望使用這種技術來制造傳感器，顯示器或天線，其功能取決于它們的三維形狀。以后，該方法可以擴展到制作3D打印機器人。

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