液体金属和弹性体的综合3D打印用于软机器人和电子产品
Xiaoyu Song1, Mengfan Zhang1, Xiaoyong Zhang1
1State Key Laboratory of Fluid Power and Mechatronic Systems, Key Laboratory of Soft Machines and Smart Devices of Zhejiang Province, Center for X-mechanics, Department of Engineering Mechanics, Zhejiang University, Hangzhou 310027, People's Republic of China.
Research (Washington, D.C.)
|March 9, 2026
概括
研究人员开发了一种单步3D打印方法,用于软机器人和可拉伸电子产品. 这种新技术简化了制造,并使高级软电磁执行器 (SEMA) 的多功能,小型化设计成为可能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 增材制造 增材制造 增材制造
背景情况:
- 软机器人和可拉伸电子设备利用弹性体和导电线圈进行执行,传感和通信.
- 目前的制造方法往往是多步骤和劳动密集型,阻碍了广泛应用.
研究的目的:
- 介绍一种新的一步3D打印策略,用于制造具有嵌入多层线圈的可拉伸弹性体.
- 为了简化制造过程并使多功能软电子设备成为可能.
主要方法:
- 利用直接墨水写作 (DIW) 技术进行多材料3D打印.
- 交替打印的弹性体和颗粒修饰液态金属 (NLM) 线圈层.
- 嵌入式垂直打印的NLM圆用于层间连接.
主要成果:
- 实现了四层线圈软电磁执行器 (SEMA) 的一步制造.
- 成功创建了一个自传感SEMA,集成传感和驱动模块.
- 演示了功能设备,包括与传感器集成的软抓手,像一样的软机器人 (游泳速度为29毫米/秒),以及具有集成霍尔传感器和LED的强大的SEMA.
结论:
- 集成的3D打印策略显著简化了软机器人和可伸缩电子产品的制造.
- 这种方法使得多功能,微型软件设备的设计具有增强的性能和稳定性.
