隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展,研究工作會進入到一個新的階段,而這只不過是時間問題?!?D打印”是最近定義的一個屬于,用于描述現(xiàn)有3D打印技術(shù)和火星材料科學的集成,以創(chuàng)建可以通過如溫度和濕度等環(huán)境刺激改變其配置的打印組件。對于這些研究,這意味著需要更緊密地將機械編程后處理步驟納入3D打印過程,以節(jié)省時間和材料。
來自佐治亞理工學院、新加坡理工大學和設(shè)計學院(SUTD)以及中國西安交通大學的研究人員團隊最近開發(fā)出一種新的3D打印方法,創(chuàng)造出可以永久改變其形狀的物體。使用Stratasys的多材料Objet 3D打印機,團隊鋪設(shè)了多層形狀記憶聚合物,每層設(shè)計成在暴露于熱量時有不同的反應(yīng)。
智能形狀記憶聚合物(SMP)是一種具有“記住”形狀并在施加均勻熱量時改變?yōu)榱硪怀绦蛐螤畹牟牧稀榱搜芯康哪康?,該團隊創(chuàng)建了一個具有花瓣的雛菊模型,其類似于暴露于陽光下的真實花朵,以及可以擴展其原始尺寸八倍的格子狀物體。
喬治亞理工學院喬治·伍德魯夫機械工程學院教授Jay Jerry Qi說:“新工藝將節(jié)省添加劑制造過程中的重要時間和材料,同時消除設(shè)計和制造工作中耗時的機械設(shè)計。高分辨率3D打印組件可以通過計算機模擬,3D打印設(shè)計,然后通過簡單加熱直接快速轉(zhuǎn)換成新的永久配置?!?/p>
“典型的工藝要求:1)加熱聚合物;2)將聚合物機械地變形成第二形狀;3)降低溫度;4)消除外部負荷,”他說?!熬酆衔锉3衷谧冃蔚男螤睿ㄎ覀兎Q之為‘編程形狀’)。要恢復,只需要再次加熱聚合物,聚合物將恢復其原始(永久)形狀。在我們的新方法中,只需加熱打印結(jié)構(gòu)(不需要機械變形),就會變成新的形狀。”
使用新工藝,新形狀保持穩(wěn)定,在進一步加熱或冷卻時不會改變。更有趣的是,根據(jù)團隊聲稱,這種新材料可以具有形狀記憶效應(yīng),但它將以新的形狀作為其永久形狀。
允許高分辨率的3D可重復編程結(jié)構(gòu)的過程將能夠?qū)崿F(xiàn)跨領(lǐng)域的各種應(yīng)用,包括航空航天、醫(yī)療技術(shù)和消費產(chǎn)品。甚至可能允許產(chǎn)品設(shè)計中的新范例,其中組件可以同時設(shè)計為在服務(wù)期間變成多種配置。