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科學(xué)家用3D打印機(jī)的缺陷生成了一朵可以自動(dòng)開(kāi)合的花

Date:2018-05-02 14:23:46

用廉價(jià)的 3D 打印機(jī)總會(huì)出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題,用專(zhuān)業(yè)名詞來(lái)講叫“翹曲”(warpage)。簡(jiǎn)單說(shuō)就是這些 3D 打印機(jī)打印的物體在硬化的過(guò)程中會(huì)卷曲。按理說(shuō)這個(gè)問(wèn)題很討厭,得想辦法解決才行,但是科學(xué)家的思維總是很特殊的,他們竟然利用了這個(gè)現(xiàn)象來(lái)來(lái)打印一些特定形狀,比如花瓣。

對(duì)了,忘了說(shuō)這種廉價(jià)打印機(jī)叫做熔融沉積造型(FDM)3D 打印機(jī),可以說(shuō)是最便宜的 3D 打印機(jī)了,通過(guò)鋪設(shè)連續(xù)長(zhǎng)絲熔融熱塑性塑料來(lái)建立物體。便宜嘛,所以就會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題,最主要的一個(gè)就是隨著塑料的冷卻和殘余應(yīng)力的減輕,物體會(huì)收縮變形。卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的一個(gè)研究小組從這看到了商機(jī),他們研發(fā)出 Thermorph 的技術(shù),利用打印機(jī)的缺陷打印物體。先用標(biāo)準(zhǔn)的 FDM 打印機(jī)制作平板,然后沉積兩種熱塑性材料,其中一種易彎曲,另一種耐翹曲。

然后根據(jù)用戶(hù)的需求,定制的軟件可以自動(dòng)控制經(jīng)向塑料在片材特定區(qū)域放置的速度,并在不同的地方控制兩種塑料沉積的順序。把兩種塑料片放置進(jìn)熱水中,它就會(huì)軟化,然后發(fā)生翹曲,放置塑料的速度越快,折疊越多。折疊的方向取決于兩種塑料放置的順序。研究人員表示,這種自我折疊平板材料的生產(chǎn)速度比固體 3D 產(chǎn)品更快、便宜、運(yùn)輸起來(lái)也相對(duì)容易很多。


但因?yàn)榧夹g(shù)還不成熟,現(xiàn)在還只能創(chuàng)建體積較小的物品,不過(guò)該團(tuán)隊(duì)很有信心,未來(lái)希望這項(xiàng)技術(shù)可以用于物品包裝生產(chǎn)領(lǐng)域。他們還希望,未來(lái)可以創(chuàng)建更大的物品,比如椅子、船只,甚至衛(wèi)星。


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