【科技前沿】打印出行走的軟體機(jī)器人
哈佛大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院Jennifer A. Lewis教授團(tuán)隊(duì)，在國際頂級期刊《Nature》在線發(fā)表名為“Voxelated soft matter via multimaterial multinozzle 3D printing”的研究文章。
文章報(bào)道了一種多材料3D打印技術(shù)（MM3D），其通過在單個(gè)噴嘴噴出材料時(shí)的快速切換，實(shí)現(xiàn)了體素級的多材料功能結(jié)構(gòu)的快速打印，極大地拓展了3D打印在復(fù)雜功能結(jié)構(gòu)的制造能力。
圖1 多材料多噴嘴3D打印頭
通過立體光刻技術(shù)以單噴嘴，1D多噴嘴陣列和2D多噴嘴陣列的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)MM3D像素化打印。打印頭（噴嘴）內(nèi)部具備有復(fù)雜的通道網(wǎng)絡(luò)，最多可以實(shí)現(xiàn)8種材料打印。
圖2 流動于MM3D打印頭的粘彈性墨水
他們通過壓力驅(qū)動流量實(shí)現(xiàn)更高頻的啟停動態(tài)，通過建模實(shí)現(xiàn)了對噴嘴幾何形狀和印刷壓力的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定且高速的多材料打印。
圖3 打印體素
文中舉例，面對“較粘”的有機(jī)硅油墨和“較不粘”的蠟?zāi)珒煞N材料，通過非對稱噴嘴的設(shè)定實(shí)現(xiàn)圖像的高保真打印。
為了證明MM3D打印對打印對象的組成、結(jié)構(gòu)及特性的空間編程能力，文章列舉了打印折紙機(jī)構(gòu)以及氣動行走機(jī)器人的兩個(gè)例子。
圖4 MM3D打印折紙
圖5 打印行走軟體機(jī)器人
展望未來，這種集成化的多材料打印噴頭將實(shí)現(xiàn)體素化功能性結(jié)構(gòu)的快速打印，此外在打印分辨率和打印效率方面，定制化的打印墨水和打印結(jié)構(gòu)的功能化同樣具有重要的研究和應(yīng)用價(jià)值。
來源：《Nature》
視頻翻譯：紀(jì)錄片之家
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