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多材料3D打印技术又创一新

时间:2020/5/11 17:39:10 | 浏览次数:


什么?3D打印技术对你来说足够了吗?所以来试试多材质3D打印技术,帮你创建一个多材质3D打印驱动,这会让你满意的!
一般来说,刚性驱动

 

器,也称为夹具,是机器人的标准配置;它们有软涂层,以避免刮擦机器人触摸的任何物体的表面,但最终驱动器必须相对刚性,以抵挡被携带物体的重量。对于涉及较轻和易碎物品的应用,硬盘驱动器必须由更软和更灵活的驱动器代替。目前,新加坡科技大学和上海交通大学的研究团队已经开发出一种刚度可调的3D打印多材料驱动器,可以避免因任务不同而更换驱动器。

 


驱动器包括一层活化形状记忆聚合物(SMP),它根据温度变化刚度。以前使用形状记忆聚合物制造驱动器的尝试结果不尽如人意,反应缓慢,清晰度有限。但是跨国研究团队采用直写成型技术和多材料三维打印技术将加热和冷却部件插入到驱动器中,从而开发出第一个快速响应、可调整的软驱动刚度。

 


该项目负责人之一、新加坡科技大学设计科学与数学助理教授齐(Kevin)葛表示:“我们将商用喷墨多材料3D打印技术与直写成型技术相结合,生产出一款响应速度快、刚度可调的全打印驱动器。嵌入的形状记忆聚合物层可以形成可调节的刚度,而快速响应是由于嵌入的加热元件和冷却元件

 


形状记忆聚合物层使驱动器的硬度达到基材的120倍以上,不失灵活性,并且由于温度控制元件,在32秒内,驱动器能够承受整个冷热循环(从25c到70c,然后退回到25c)。葛教授说道:“变形驱动器在其僵硬状态下甚至在释放压缩空气之后,可以执行荷载任务。更重要的是,热循环和冷循环可以在半分钟内完成。

 


此外,小组还设计了一个计算机模型来指导后续驱动器的设计。新加坡科技设计大学博士后研究员、论文联合第一作者张元芳说:“我们还建立了模拟初驱机械性能和热电性能的计算模型,通过实验验证,这些模型能够指导快速响应、刚性调节驱动器的设计,有助于提高负荷能力。

 


当然,如果没有实际测试,任何研究都是不完整的,因此研究小组制作了一个具有三个快速响应和可调刚度驱动器的机械手,并演示了它如何举起和抓住各种物体,包括灯泡和哑铃。项目副主任郭英谷教授解释说:“为了展示样机的高负载能力和形状适应性,我们设计了一种响应速度快、刚度驱动可调的机械手,可以抓取和提升任何形状和不同重量的物体,重量在10克到1.5公斤之间。”3D打印驱动器响应速度快,刚性可调。

 

这有助于研究人员设计出与人手具有相似灵活性的机械手。人手具有动态刚度,这得益于骨骼、肌肉、肌腱、血液、脂肪和皮肤之间的协作。因此,设计和制造一个与人手非常相似的模型是非常复杂的。然而,在3D打印的帮助下,研究人员正在稳步实现这一目标!一起期待吧!

 

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