千人智库官方二维码

首页  >   千人智库 > 工程材料
基于3D打印新开发的4-D打印机能重塑世界
时间:2018-04-04 09:44:26来源:材料科技在线
提交需求
提要:最近,科学家发明了一种新型打印机,这种打印机能在接触热或其他刺激物后改变形状。新的技术可以帮助医学,航空航天等行业四维印刷。
基于3D打印新开发的4-D打印机能重塑世界

最近,科学家发明了一种新型打印机,这种打印机能在接触热或其他刺激物后改变形状。新的技术可以帮助医学,航空航天等行业四维印刷。研究人员在最新的美国化学学会(ACS)会议上展示了他们的工作。

所谓的4D打印,比3D打印多了一个“D”,也就是时间维度,人们可以通过软件设定模型和时间,变形材料会在设定的时间内变形为所需的形状。准确地说4D打印是一种能够自动变形的材料,直接将设计内置到物料当中,不需要连接任何复杂的机电设备,就能按照产品设计自动折叠成相应的形状。3-D印部件暴露于热、光后,随着时间的推移,湿度和其他环境因素可以改变形状。在此之前,科研人员认为打印这种材料是具有挑战性的,因为需要多次复杂耗时的处理步骤,来机械为每个组件编程。商用打印机也能打印四维结构,但是它只包含单一的材料。

这个非常棒的概念就是创造出一种能够在被打印出来之后发生改变的物体,而且它们能够进行自我调整。打印不再是创造过程的终结,而仅仅是一条路径。Tibbits在一场采访中说道:“我们想要说的就是,你设计出产品并且打印出来,而它能够进化。它就像在材料中植入了智慧。”

乔治亚理工学院的科学家与新加坡科技大学的一个团队进行合作,设计了一种新组件,可以让形状改变速度提高90%,当然,这是因为现在广泛的机械编程带来的。这个科研团队采用商用打印机和热源创建了四维物体,复合材料由丙烯酸和环氧树脂组成。

我们是在风口浪尖上创造新一代的设备,可以极大地拓展了3D打印和4D打印的应用。美国乔治亚理工学院Jerry Qi教授说道。

这种打印机结合了四种不同的印刷技术,包括喷墨,气雾剂,直接油墨和熔融沉积建模。打印机可以使用各种刚性和弹性材料,从水凝胶和纳米银导电油墨到液晶弹性体和形状记忆聚合物(SMPS)。形状记忆聚合物(SMPS)可编程记忆形状,并在加热时变换,所以他们最常用于4D打印。有了这项新技术,研究人员可以打印出更复杂、更高质量的SMPs。

新的打印机集成导电导线直接进入形状变化。电线可以直接用打印机打印到天线、传感器或其他电器设备上。我们生产一系列的纳米银墨水,然后将纳米颗粒形成的线采用一个光子处理器烘干。打印机的喷墨组件可以创建一个塑料涂层包住导线。

打印机还可以投射出一系列深浅不同的光线形成一个固体。灰度照明引起交联反应,改变组件的行为,不过这取决于所使用阴影的灰度。较亮的灯罩产生较硬的部分,而较暗的阴影则产生较软的部分。

乔治亚理工学院的研究小组希望这项新技术可以用来为身体障碍的孩子们打印假肢。他们与亚特兰大儿童保健工作的Qi齐教授解释说,“这些孩子在日常生活中有很多的挑战,我们希望我们的新4D打印机将帮助他们克服一些困难。”

文章来自azom网站,原文题目为New 4-D Printer Developed that can Reshape the World,由材料科技在线汇总整理。

标签
3D打印 新开发 4d 打印机 重塑世界 千人计划 千人智库

版权声明:千人智库源起国家"千人计划"官方杂志《千人》,依托包括6000多名国家"千人计划"专家在内的全球1200万高层次人才大数据,拟打造成为中国的"人才库"和"思想库"。千人智库网系千人智库唯一官方网站,凡转载本网内容请注明来源与作者。

作者系本站编辑

评论详情

   暂无相关评论!
RSS订阅