3D列印新方法可永久改變製件形狀 有望實現商用

據《今日塑料》報道，一組跨國機構的研究人員開發了一種新的3D列印方法，創建出加熱可以永久改變其原始形狀的列印組件，該技術適合多領域的應用要求，有望實現商用。

喬治亞理工學院（Georgia Tech）、新加坡科技設計大學（SUTD）和中國西安交通大學的研究人員通過列印形狀記憶聚合物來創建列印組件，每層聚合物在加熱時都有不同的反應。

喬治亞理工學院機械工程學院教授Jerry Qi表示，該團隊使用計算機模擬來設計複合組件，其中硬質材料具有一定的形狀和尺寸，可以防止3D列印後軟質材料內部壓力的釋放。加熱時，硬質材料軟化並使軟質材料釋放其應力，從而導致產品形狀的變化。

「在我們的新方法中，物體由兩種材料組成，一種是軟的，一種是硬的。」Jerry Qi教授在接受採訪時表示：「我們利用材料的性質差異以及在列印過程中產生的一些殘餘應變來促成形狀變化。將兩種材料放置在不同的空間位置並設置列印參數，可以設計出第二種形狀。」

他說，雖然其他3D列印方式的對象形狀也能改變，但是一旦環境發生變化，這些物體就會變回原來的形狀。新方法很新奇，因為變化後的物體能保持它的形狀。此外，該方法的另一個優點是容易操作和實施，這意味著可以快速、容易地完成複雜的形狀變化。

研究人員說，通過該方法創建的新4D物體有多種新產品特徵，例如產品能夠堆放平整或捲起來運輸，然後展開再使用。這種設計也非常適用於將物體從一個複雜的形狀轉變為另一個複雜形狀，「比如，可用於微創手術的生物醫學支架或生物醫學裝置。也可能用於電子設備或包裝，一些原始部件放在一起，但後來可以組裝成一個新的結構。」該方法的其他應用還包括設計具有相似設計需求的機器人和玩具。據報道，該科研成果已經在最近出版的《科學進步》（Science Advances)雜誌上發表了。

Jerry Qi的團隊目前正在使用商業印表機，這限制了他們的材料選擇。他表示，將來團隊希望能有更多的材料選擇，以實現更好的控制和設計。Jerry Qi補充說，研究人員正在努力將該方法整合到正式的設計工具中。

「我們也在探索可發展的結構和設備方面的潛在應用，」Jerry Qi說:「我們也對工業合作開放，使我們的研究能夠運用到實際的工業應用中。」(北京化工大學 臧萌編譯)

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