據(jù)新一期《先進材料》雜志報道，美國哈佛大學工程師開發(fā)出一種旋轉(zhuǎn)多材料3D打印新技術(shù)，成功打印出柔性螺旋結(jié)構(gòu)大學。這種結(jié)構(gòu)可充當機器人的肌肉或其他功能組件，使機器人在充氣狀態(tài)下以可預(yù)測的方式完成彎曲和變形動作，為復(fù)雜機器人組件的制造提供了一條全新路徑。
柔性機器人因采用柔韌且生物兼容的材料，在醫(yī)療、工業(yè)制造等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，但如何精確設(shè)計并控制這類機器人以適配特定用途，始終是技術(shù)難點大學。此次哈佛團隊的新技術(shù)融合了多種3D打印方法，通過單個噴嘴同時擠出多種材料，在機器旋轉(zhuǎn)和重新定向的過程中，按照定制圖案完成打印，從而繞過了傳統(tǒng)鑄件和模具的制造流程。
具體而言，研究人員利用該方法制造了由聚氨酯外殼和一種常見聚合物組成的內(nèi)通道結(jié)構(gòu)大學。通過精確控制噴嘴設(shè)計、轉(zhuǎn)速和物料流動速率，可對每個內(nèi)部通道的方向、形狀和大小進行編程。外殼固化后，沖洗掉內(nèi)部填充材料，即可獲得帶有空心通道的管狀結(jié)構(gòu)。這些通道在加壓后能夠向不同方向彎曲，形成可膨脹、收縮和抓握的柔性裝置。
相較于傳統(tǒng)方法——將柔性材料鑄造到模具中、在表面設(shè)計氣動通道再封裝形成通道——新技術(shù)無需模具，僅通過打印和快速編程即可完成定制化制造大學。為驗證這一技術(shù)的可行性，研究團隊螺旋打印了花朵圖案，還制作了一只帶有可彎曲關(guān)節(jié)的五指手掌。這些成果展示了該技術(shù)從手術(shù)機器人到人體輔助裝置等多個領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。
值得關(guān)注的是，3D打印技術(shù)正處于產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展階段大學。西南證券指出，基于技術(shù)迭代與下游應(yīng)用拓展的雙重驅(qū)動，3D打印行業(yè)正由原型制造加速邁向規(guī)模化生產(chǎn)，進入產(chǎn)業(yè)成長的黃金窗口期，當前3D打印在各應(yīng)用領(lǐng)域滲透率仍處低位，在千億美元市場空間指引下，具備技術(shù)卡位、客戶綁定與產(chǎn)能先發(fā)優(yōu)勢的企業(yè)有望深度受益。哈佛大學此次在柔性機器人制造領(lǐng)域取得的技術(shù)突破，有望進一步拓寬3D打印在高端制造中的應(yīng)用邊界。
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來源大學：市場資訊
