沐鸣登录 使点阵
 
 
一种新的4d打印技术使用了由多种材料组成的网格,沐鸣登陆这些材料可以根据环境的变化生长或收缩,最终使最复杂的形状变化成为可能。
 
在过去的十年中,科学家们发现灵感类似自然植物和鲜花的方式展开他们的叶子和blooms-as试图开发新材料和3 d和4 d技术印刷,其中第四维表示一个结构变换其形状的能力随着时间的推移,就像盛开的一朵花。但是复杂的曲度——把一块平坦的材料变成类似人脸的形状所需要的那种形状变化——直到现在仍然是遥不可及的。
 
“通过印刷材料与不同的热膨胀行为在预定义的配置,我们可以控制的增长和收缩每个格子的“肋骨”,进而产生了复杂的印刷晶格弯曲,“位联席作者威廉·博伊尔说,机械工程助理教授在波士顿大学的工程学院,他是哈佛大学约翰·a·保尔森工程与应用科学学院的博士后研究员。
 
为了展示这种方法的能力,研究小组选择模仿19世纪的数学家卡尔·弗里德里希·高斯的脸,他是微分几何的奠基人。研究人员分析了克里斯蒂安·阿尔布雷希特·延森(Christian Albrecht Jensen) 1840年创作的一幅高斯的2D肖像,使用了一种机器学习算法,帮助他们将2D图像转换成高斯特征的数字3D轮廓。
 
然后,以3D轮廓为指导,他们3D打印了一个由不同材料层组成的平面网格,以精确的方式来生长、弯曲和收缩,以响应环境的变化,从而重现高斯独特的面部曲线。把平面网格放到盐水中,它会对盐度的变化做出反应,并变形成高斯的模样。
 
格子给它弯曲的“开放的细胞增长或减少的能力很多,即使材料本身经历有限扩展,”说,该研究维姆·m·范·里斯,喜欢博伊尔也前哈佛大学博士后,现在麻省理工学院的助理教授。
 
 
但是要得到复杂的曲线,沐鸣登录仅仅增长和收缩晶格是不够的。你需要能够引导本地的增长。
 
“这就是我们开发的材料调色板的用武之地,”Boley说。该团队使用了四种不同的材料,并对每个格子的“肋”进行了编程,以特殊的方式改变形状。
 
作为第二个演示,他们还打印了一个更实用的产品:一种可变形的、低轮廓的无线电天线(称为“贴片”天线),当它改变形状时可以采用不同的频率。
 
 
“我们一起创造了形态变化物质的新种类,”共同通讯作者珍妮弗·a·刘易斯(Jennifer a . Lewis)说,她是一位受生物学启发的工程学教授。“使用集成设计和制造方法,我们可以在这些印刷材料中编码复杂的‘指令集’,驱动它们的变形行为。”
 
 
这种设计方法和多材料4d打印方法可以扩展到其他的stimuli响应材料,并用于创建可伸缩的、可逆的、具有空前复杂性的可变形结构。基于他们的实验成功,该团队设想4d打印技术可以应用于许多不同的工业和研究领域。
 
“应用领域包括软电子、智能织物、组织工程、机器人技术等,”Boley说。