国际行业动态 | 在3D打印免装配柔性驱动器上的研究兰州取得进展

分类: 打印机驱动安装方法 发布时间:2018-09-26 01:42

为了做到以外界刺激下驱动器件功能材料和复杂形状相结合是当前仿生驱动研究的一大热点。尤其是在最近这几年中,各种合金材料、水凝胶材料还有基于氧化石墨烯(GO)、碳纳米管(CNT)等复合物材料宛如井喷一般在驱动研究中的应用中爆发式出现,而且制造出了和鱼、毛毛虫和花朵等具有复杂结构形状的仿生驱动器件。不过因为很多仿生器件的形状复杂,还同时要多种材料共同组合才能最终实现运动或是驱动等特定的功能,正因如此,对于建立复杂结构以及解决多材料组件的装配等问题依旧是整个仿生驱动研究领域一个具有挑战性的课题。

多材料3D打印先进制造技术为此提供了简便易行的解决方案。日前,中国科学院兰州化学物理研究所材料表面界面课题组借助3D打印技术在计算机辅助设计(CAD)、自由制造加工和器件成型方面的优势,采用多材料3D打印构筑了含有磁性和非磁性部分的分段组合的免装配柔性驱动器,实现了弯曲、变形与运送货物等功能。

研究员在发展了具有磁性的柔性3D打印光敏树脂的基础上,通过改进数字化光处理(DLP)成型的3D打印机,使其能够在垂直方向上将两种或多种光敏树脂进行自由切换,发展了双(多)材料3D打印技术,从而实现了含有磁性和非磁性部分的驱动器件免装配一次成型制造。力学测试和SEM分析证明,磁性和非磁性两种树脂之间具有很好的结合力,并且能够进行有效的磁场驱动。作为概念验证,研究人员使用此技术打印制作了一个能够远程控制的抓取器,并且进行了抓取、传送以及释放的功能验证。这种简单通用的多材料3D打印技术将能够很好地拓展3D打印在远程控制释放与柔性机器人等方面的应用。

这项工作不仅已被在线发表在Adv. Mater. Interfaces(2017, DOI: 10.1002/admi.9)上,而且其有关研究得到了国家自然科学基金、中科院“西部之光”人才培养计划及兰州化物所人才和“一三五”重点培育项目的资助和支持。

(图文来源于3D打印世界)