创想智造3D打印手板模型加工

标题: 最新技术：将4D打印智能材料用于3D打印制造 [打印本页]

作者: iCAx开思网 时间: 2015-9-24 09:57
标题: 最新技术：将4D打印智能材料用于3D打印制造
4D打印的概念或者是术语是由Skylar Tibbits在2013年TED（指technology, entertainment, design在英语中的缩写，即技术、娱乐、设计）的演讲中提出来的，4D打印可以生产智能产品，它可以自动适应外部变化，进行自我修复，这种材料的改变是由编程控制基于预先设定的一系列动作所产生的。我们已经看到过简单的4D改造自己的案例，但直到现在更复杂的自组装需要多种类型的刺激，及被应用在特定的时间间隔。
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早期4D打印效果
　　然而，Georgia Institute of Technology（乔治亚理工学院）的一组研究员和Singapore University of Technology and Design（新加坡技术设计大学）一起开发了一种新的4D工艺，展示了创建复杂的折叠结构，只需要一个单一类型的刺激。这种4D工艺分成几种智能形状记忆材料，对热度的反应各有不同。这些材料以这样的一种形式组合在一起，当暴露于单一热源是，这种材料将精确定时的运动，无需各个部位的碰撞而实现三维结构自组装。
　　
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“过去努力创造连续形状变化的组件涉及到放置多个加热器在某个组件的特定区域，然后控制单个加热器的开关时间。这种早起的方法本质上需要控制热量，应用于整个组件从时间和空间上都是复杂的。我们把这种方法更易应用在空间温度均匀的地方，然后利用不同的材料，通过分值设计内部控制其形状变化率，”George W. Woodruff School of Mechanical Engineering（乔治W伍德拉夫机械工程学院）的教授Jerry Qi对3D虎解释说。
　　
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这种技术能够用于开发产品，可以是制造或者是3D打印而成完全平坦的或者是卷起来的产品。一旦准备好组装，单一来源的刺激就可以应用，因为一个平坦的物体在刺激下产生精确定时的运动就能创造出一个全新的3D结构。这个概念能应用于多个应用程序，包括自组装收容所，医疗设备，如固定用敷料或支架，简单机器人，和互动玩具。研究小组甚至建议，它可以应用到一些复杂的无人飞机上。这种无人机可以假设一个配置为保持巡航高度，然后突然转变为一个控制的潜水或着陆的第二配置。

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研究小组通过使用智能Shape Memory Polymers（形状记忆聚合物，简称SMPs）打印测试对象，编写了在分子水平上存在一个形状，直到均匀受热，使其自动转换成第二形状。在这种情况下，团队将多种材料一起3D打印，创造了一个复杂的自组装控制序列。这个运动过程是可能实现的，因为每种SMP对温水以不同的速度运动。
　　
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除了自组装盒之外，研究人员还创建了一个机制，开始是一个扁平的长条，然后一秒钟变成两端弯曲，最后自己穿过一个钥匙孔。这种4D工艺能够整合多大10种不同的材料到一个3D结构中，并且现在研究团队正在尝试结合SPMs材料，将展示类似于动态力学性能的“软机器人”，这种机器人能不断的改变。
　　
或许过去还在感叹科学家就是喜欢制造概念，但是随着时间的推移和技术的进步，3D打印已经开始越来越多的被应用到人们日常生活的方方面面，那么未来4D打印或许又要掀起另一番改革浪潮！

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