弗吉尼亞理工大學的研究人員開發(fā)了一種微型3d打印的新方法，該方法具有原位樹脂混合，輸送和交換功能，以及機器人材料清潔系統(tǒng)，可以在不同模量的材料之間進行切換，而不會在特性材料之間造成交叉污染。
弗吉尼亞理工大學微型3d打印技術(shù)可創(chuàng)建具有編程剛度的多材料
這種被稱為多材料可編程增材制造的集成樹脂傳輸方法可用于各種應(yīng)用，包括飛機機翼結(jié)構(gòu)，防護涂層，能量吸收，致動，柔性裝甲，人造肌肉和微型機器人。工程學院機械工程助理教授，大分子創(chuàng)新研究院成員xiaoyu rayne zheng表示，微尺寸制造系統(tǒng)可以升級至納米級以上。“我們使用這種新技術(shù)來制造具有程序剛度的材料。”zheng說。 “基本上，您可以編程3d模型分布的位置，通過編程，我們可以實現(xiàn)變形能力，在不同的方向上拉伸和變形。”
使用普通材料時，單向拉伸會導(dǎo)致材料向相反方向收縮。新的zhuanli工藝和設(shè)計允許設(shè)計人員在一個構(gòu)建中創(chuàng)建非常具體的模量分布，以允許編程變形， 在整個材料體內(nèi)可以發(fā)生程序擴張或收縮。“這項技術(shù)是一種基于機器人的增材制造，一種集成流體系統(tǒng)，可以讓我們提供不同的墨水(樹脂)作為原料，”zheng說。 “這個過程也是自我清潔的，因此墨水之間不會發(fā)生交叉污染。”
理想的情況是，3d打印技術(shù)希望能夠在一個功能設(shè)備可以打印的地方使用多種材料，而不需要過多的結(jié)構(gòu)，例如工具，膠合，裝配或焊接。“實現(xiàn)這一目標需要我們將一系列不同的材料屬性放入一個平臺并連接它們。增加的材料設(shè)計自由度允許我們在不改變?nèi)S微體系結(jié)構(gòu)的情況下實現(xiàn)負的正變零變形應(yīng)變一種材料。“zheng解釋說。
與傳統(tǒng)的類似基材的3d打印材料不同，多材料超材料可以具有不同的剛度分布，從3d晶格框架內(nèi)的柔軟彈性體到剛性脆性。“我們設(shè)想這些可編程變形材料概念將定向放大，致動，柔性電子器件以及具有定制剛度和韌性的輕質(zhì)超材料設(shè)計中找到應(yīng)用。通過快速制造分布在微晶格架構(gòu)內(nèi)的不同材料成分提供的新材料設(shè)計空間，開辟了3d材料的3d打印新尺寸，具有很大的剛度變化。”
(原標題：弗吉尼亞理工大學微型3d打印技術(shù)可創(chuàng)建具有編程剛度的多材料)