DQZHAN訊：4D打印技術(shù)造出可變換形狀的復合材料
據(jù)物理學家組織網(wǎng)近日報道，3D打印又添“左膀右臂”，新4D打印技術(shù)制造出的復合材料能像“變形金剛”一樣變換出各種形狀，有望在制造、包裝和生物醫(yī)學等領域“大顯身手”。
科技日報訊據(jù)物理學家組織網(wǎng)近日報道，3D打印又添“左膀右臂”，新4D打印技術(shù)制造出的復合材料能像“變形金剛”一樣變換出各種形狀，有望在制造、包裝和生物醫(yī)學等領域“大顯身手”。研究發(fā)表在《應用物理快報》雜志上。

由美國科羅拉多大學波德分校力學工程系副教授杰瑞·齊和新加坡技術(shù)與設計大學的馬丁·杜領導的科研團隊，將擁有“形狀記憶”能力的聚合纖維混入傳統(tǒng)3D打印技術(shù)使用的復合材料中，*終制造出的具有一定形狀的產(chǎn)品，后來能變形為另一種形狀。

馬丁·杜表示：“在這一實驗中，*初的產(chǎn)品架構(gòu)由3D打印技術(shù)完成，接著，‘形狀記憶纖維’的編程活動開始啟動，為這一架構(gòu)制造出第四個方面——時間依存。”

今年4月份，麻省理工學院自動化實驗室創(chuàng)始人斯凱勒·蒂比茨**提出4D打印概念。按照蒂比茨的解釋，所謂4D打印技術(shù)就是“自我組裝”，即材料自動變成為預設的模型。他的研究團隊曾將復合材料制成的繩子放到水中，繩子會按照預先設計好的形狀變形。

馬丁·杜表示：“我們制造出了可以基于不同的物理力學原理自動變形的復合材料，從而對蒂比茨的4D概念進行了擴展。使用‘形狀記憶’復合纖維為復合材料制造出滿意的形狀變化，關(guān)鍵在于纖維的設計架構(gòu)，包括其位置、方位等。”

該研究團隊證明，復合材料內(nèi)纖維的方位和位置決定了形狀記憶效果（比如折疊、卷曲、拉伸或者扭曲等）可以到達的程度；而且，可以通過對復合材料進行加熱或冷卻來對這種效果進行控制。

齊說，3D打印技術(shù)已經(jīng)“芳齡”30了，但直到*近，活性纖維才能被整合進復合材料內(nèi)，這樣，當?shù)玫降漠a(chǎn)品遭受熱或機械力時，人們可預先對其行為進行控制。

研究人員表示，*新技術(shù)可以廣泛用在多個領域。比如，人們可以在功能性設備的平面架構(gòu)上制造出太陽能電池板或類似的產(chǎn)品。這一平面架構(gòu)也能變得非常緊湊以便于運輸和包裝。到達目的地之后，又可以采用其他形式，以更好地發(fā)揮其功能。

隨著3D打印技術(shù)日趨成熟，可打印的材料越來越多，*新研究將有助于科學家們制造出可逆轉(zhuǎn)的或可調(diào)諧的3D表面和固體，這些設備可廣泛應用于電動汽車、飛機和天線等領域。

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