旋转式多材料印制带有亚声元控制的光纤
Natalie M Larson1,2, Jochen Mueller1,2, Alex Chortos1,2
1Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University, Cambridge, MA, USA.
Nature
|January 18, 2023
概括
研究人员开发了一种新的旋转多材料3D打印 (RM-3DP) 平台,用于创建复杂的生物灵感螺旋结构. 这项技术可以精确控制高级功能材料的材料图案和螺旋结构.
科学领域:
- 材料科学与工程
- 添加剂制造
- 生物启发材料
背景情况:
- 螺旋结构具有独特的机械特性和多功能性.
- 现有的螺旋架构的合成方法缺乏同时的多材料图案和子声控制.
- 之前的3D打印方法已经单独解决了多材料或旋转能力,但没有整合它们.
研究的目的:
- 开发一种新型的制造平台,用于制造具有子声控制的多材料螺旋结构的纤维.
- 为了实现先进的功能,可以在螺旋结构中精确地设计材料.
- 展示该平台在制造功能设备和层次格子方面的能力.
主要方法:
- 开发一个旋转多材料3D打印平台 (RM-3DP).
- 使用可控制角度转移速度的连续旋转的多材料喷嘴.
- 在螺旋纤维中控制局部方向和材料组成.
主要成果:
- 成功制造具有可编程螺旋角度,层厚度和接口面积的螺旋丝.
- 使用嵌入导电通道的螺旋介电弹性体执行器创建功能性的人工肌肉.
- 在符合要求的矩阵内制造具有结构螺旋支柱的等级格子.
结论:
- 对于复杂的螺旋结构的设计和制造,RM-3DP平台提供了前所未有的控制.
- 这种增材制造方法可以创建具有生物灵感的多功能建筑材料.
- 这项技术为设计具有量身定制的机械和功能性质的先进材料提供了新的可能性.


