三国联合研发3D打印新技术 可永久改变制件形状

日前，佐治亚理工学院、新加坡科技设计大学和中国西安交通大学的科研人员开发了一种新的3D打印方法，创建出加热可以永久改变其原始形状的打印组件，该技术适合多领域的应用要求，有望实现商用。

3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

3D打印技术已经被运用于许多行业当中，高科技为我们的生活带来了极大的贡献。

近日，一组跨国机构的研究人员开发了一种新的3D打印方法，创建出加热可以永久改变其原始形状的打印组件，该技术适合多领域的应用要求，有望实现商用。

佐治亚理工学院(Georgia Tech)、新加坡科技设计大学(SUTD)和中国西安交通大学的研究人员通过打印形状记忆聚合物来创建打印组件，每层聚合物在加热时都有不同的反应。

佐治亚理工学院机械工程学院教授Jerry Qi表示，该团队使用计算机模拟来设计复合组件，其中硬质材料具有一定的形状和尺寸，可以防止3D打印后软质材料内部压力的释放。加热时，硬质材料软化并使软质材料释放其应力，从而导致产品形状的变化。

“在我们的新方法中，物体由两种材料组成，一种是软的，一种是硬的。”Jerry Qi教授在接受采访时表示：“我们利用材料的性质差异以及在打印过程中产生的一些残余应变来促成形状变化。将两种材料放置在不同的空间位置并设置打印参数，可以设计出第二种形状。”

他说，虽然其他3D打印方式的对象形状也能改变，但是一旦环境发生变化，这些物体就会变回原来的形状。新方法很新奇，因为变化后的物体能保持它的形状。此外，该方法的另一个优点是容易操作和实施，这意味着可以快速、容易地完成复杂的形状变化。

研究人员说，通过该方法创建的新4D物体有多种新产品特征，例如产品能够堆放平整或卷起来运输，然后展开再使用。这种设计也非常适用于将物体从一个复杂的形状转变为另一个复杂形状，“比如，可用于微创手术的生物医学支架或生物医学装置。也可能用于电子设备或包装，一些原始部件放在一起，但后来可以组装成一个新的结构。”该方法的其他应用还包括设计具有相似设计需求的机器人(300024)和玩具。据报道，该科研成果已经在最近出版的《科学进步》(Science Advances)杂志上发表了。

Jerry Qi的团队目前正在使用商业打印机，这限制了他们的材料选择。他表示，将来团队希望能有更多的材料选择，以实现更好的控制和设计。Jerry Qi补充说，研究人员正在努力将该方法整合到正式的设计工具中。

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