研究員用愛好者3D印表機和摺紙技術製作造型變化的物體

原標題：研究員用愛好者3D印表機和摺紙技術製作造型變化的物體

此前，3D虎報道過3D列印技術與摺紙技術的巧妙結合，以及機器人技術和其他各種有用的應用。德爾福特大學的研究人員去年率先開創了這一組合的一個案例，它顯示出創造改進的「智能」骨植入物的潛力。最近，同一小組更新了方法，以解決最初項目仍面臨的一些挑戰。現在，他們已經將自己的工作帶到日常使用的醫療市場了，他們已經設法用比以前便宜得多的設備和材料來實現這一目標。

這些3D列印結構受日本傳統摺紙藝術的啟發，但其真正的創新在於它們不需要人為干預來形成特定的形狀。它們在初次製作時具有「編程」的形狀轉換能力，並且它們能夠根據它們的列印方式從二維平面物體到三維形狀自卷、自皺、自扭曲和自摺疊。結構的最新版本可以順序地執行這些排序，在轉換之間具有特定的時間延遲，從而能夠形成更複雜的形狀。

這種順序編程是通過在列印過程中同時拉伸某些部位的材料來實現的。TU Delft博士、研究員Teunis van Manen說：「拉伸作為記憶儲存在材料內部。當加熱時，內存被釋放並且材料恢復到其原始狀態。二維形狀中長絲的厚度和排列方式的差異導致其轉變的時間延遲，這意味著每個部分將在需要時精確地摺疊和扭曲。」

新項目的另一個變化是，研究人員使用了一個基本的愛好者3D印表機，以及一些最便宜、最方便的材料。他們使用了Ultimaker FDM機器，PLA是他們的首選。該項目的負責人Amir Zadpoor說：「每公斤約為17歐元，這是便宜的。然而，我們創造了一些最複雜的形狀轉換。」

為這種創新的3D列印自動摺紙設想的最重要的應用之一是開發更好的手術骨植入物。該過程可用於構建具有多孔內部的植入物，其允許患者自身的幹細胞將其附著到骨植入物的內部而不僅僅是表面。這將創建更強大、更持久的植入物。

不僅如此，摺紙結構從二維形狀向三維形狀的轉變也可以使「智能」技術在植入物中的實施。一個平坦的表面可以用特定的納米圖案製作，可以引導細胞生長，研究人員稱之為有啟發性的表面。這些有啟發性的表面對幹細胞施加作用力，促使它們發育成特定的細胞。例如，可以使用轉換成柱狀的二維表面來刺激骨組織的生長。

其他應用將有可能用於電子和消費品領域。摺紙技術允許將列印的2D電子器件更有效地結合到三維電子產品中，或者將一件扁平包裝傢具的最終形狀編程成2D片材以進行自動裝配。Zadpoor說：「形狀轉換肯定會把我們現有的二維世界變成三維世界。目前，有興趣與我們合作的用戶已經聯繫了我們。」

　　延伸閱讀：《西屋公司將在2018年安裝第一台3D列印的核反應堆燃料部件》

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