3D印表機有什麼作用？研究發現，它能在你的皮膚上構建電子設備

研究人員在6月6日的「 Advanced Materials」雜誌上報告稱，與其他設計用於在堅硬、不動的物體上分層材料的3D印表機不同，新系統使用計算機視覺來補償移動的列印表面，例如，布滿毛孔的手背。新型3-D印表機直接在人的皮膚上繪製精確的導電材料圖案，創造出臨時的紋身電子設備。

明尼蘇達州明尼阿波利斯大學的工程師Michael McAlpine和同事們使用這款精通動作的3D印表機來構建可穿戴LED。印表機首先將預製的LED燈粘在佩戴者的皮膚上，然後使用帶有銀片的聚合物墨水在燈泡周圍畫一個電路，使墨水傳導電流。

在等待15分鐘使墨水乾燥之後，用戶可以通過在印刷電路上方放置無線電力發送器來保持LED點亮。McAlpine表示，未來的人體電子設備可由3-D印刷電池供電。研究人員還印製了濕度感測器，可用於監測汗液積聚以測量壓力水平。

可穿戴設備至少可以使用兩個小時，但是用戶可以通過用鑷子將其剝離或用水清洗來處理列印件。McAlpine的團隊設想士兵們攜帶緊湊的3-D印表機，重量約為1.4公斤，用於列印化學或生物製劑感測器或太陽能電池。

傳統的3D列印技術通常依賴於開環，校準然後列印操作程序。另一種方法是自適應3D列印，這是一種閉環方法，它結合了實時反饋控制和功能材料的直接墨水寫入，以便在移動自由曲面上製造器件。這裡，證明了3D列印工作空間中的狀態在目標表面的幾何形狀和運動方面的變化可以通過計算機視覺輔助的集成機器人系統來感知。將電氣連接的3D列印與表面安裝的電子元件的自動拾取和放置相結合的混合製造過程在自由移動的人手上產生功能性電子設備。使用相同的方法，細胞負載水凝膠也印在活鼠上，為將來研究傷口癒合疾病創造了一個模型。這種自適應3D列印方法可以為身體上直接印刷的可穿戴設備和高級醫療提供新形式的智能製造技術。

總而言之，這一種新的自適應3D列印方法，用於在移動自由曲面上自動製造多功能設備，該方法將直接墨水書寫與閉環反饋和基於計算機視覺的控制技術相結合。無線供電設備和無線濕度感測器是通過3D列印在人手上製造的，這種新型功能性快乾油墨具有高導電性，室溫可加工性和柔韌性。自適應3D列印方法還能夠將載有細胞的水凝膠自主沉積到活鼠的期望位置上。未來的研究將集中在以下方面：1）優化自適應列印系統，減少列印時間，提高精細和更複雜電子設備的列印保真度; 2）將多功能電子元件集成在無線供電設備中，用於主動生物機械介面; 3）優化濕度感測器作為汗液感測器，用於無線監測體力消耗或壓力水平; 4）印刷基因校正細胞的分層結構作為皮膚替代物，用於改善傷口癒合的體內研究; 5）將適應性印刷應用於昆蟲和動物，以大規模生產電子束，作為生態系統中的自我分布數據收集器。

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