“皮去打印结构折叠自己

由于3D打印已经成为主流技术，工业界和学术界的研究人员一直在研究可印刷的结构，这种结构在加热或浸入水中时会折叠成有用的三维形状。

在一篇发表在美国化学学会的杂志应用材料和接口，从麻省理工学院计算机科学和人工智能实验室的研究人员（CSAIL）和同事报告了一些新的东西：一个可打印的结构开始折叠起来，只要它的剥离印刷平台。

研究人员说，那些没有任何外界刺激的自折叠装置的最大优点之一是，它们可以涉及更广泛的材料和更精细的结构。PCBA加工

“如果你想添加印刷电子，你通常会使用一些有机材料，因为大多数印刷电子依赖他们，”Subramanian Sundaram说，美国麻省理工学院毕业的学生在电气工程和计算机科学的文章第一作者。这些材料对湿度和温度往往非常敏感。所以，如果你有这些电子产品和零件，你想开始折叠它们，你就不想把它们泡在水里或加热它们，因为那样你的电子产品就会退化。

为了说明这个想法，研究人员建立了一个自折叠印刷设备的原型，它包括电引线和一个聚合物“像素”，当电压被施加到透明时，它由透明变不透明。的装置，这是在“打印金甲虫”的变化，Sundaram和他的同事们今年早些时候宣布，开始看起来有点像字母“H”，但每个H的腿折叠本身两个不同的方向，产生一个桌面形状。

研究人员还建造了几个不同版本的相同的基本铰链设计，这表明，他们可以控制在一个关节折叠的精确角度。在测试中，他们用力把铰链固定在一个重物上，但是当重量去掉后，铰链又恢复原来的褶皱。

从短期来看，这种技术可以使传感器、显示器或天线的定制制造，其功能取决于它们的三维形状。长期而言，研究人员设想了可印刷机器人的可能性。

Sundaram也加入了对他的顾问，Wojciech Matusik介绍，一个电气工程和计算机科学副教授（EECS）在麻省理工学院；Marc Baldo，也是一个由副教授，专门从事有机电子学；David Kim在制作组的计算，Matusik技术助理；Ryan Hayward教授在高分子科学马萨诸塞大学艾摩斯特分校工程。

消除应力

凝固后，一个新的打印机墨水材料的发展是研究人员设计的关键，这是不寻常的。大多数打印机墨水材料在固化时会有轻微的收缩，这是一种技术限制，设计人员经常不得不工作。

印刷设备是由层组成的，在他们的原型中，麻省理工学院的研究人员将其膨胀的材料沉积在精确的位置，在顶部或底部的几层。底层附着在打印机平台上，当层被建立时，粘附足以使设备保持平坦。但是当完成的装置从平台上脱落时，新材料制成的接头开始膨胀，使装置朝相反的方向弯曲。

像许多技术上的突破，这个著名的研究人员的发现的物质是一个意外。大多数由Matusik的计算制作组使用打印机的材料是材料的组合，长分子组成的链状的重复单分子组成，或单体。混合这些组件是创建具有特定物理特性的打印机油墨的一种方法。

在试图开发一种油墨，产生更多的柔性印刷部件的研究人员无意中想到了一个著名的扩大后稍硬化。他们立刻意识到了扩大聚合物的潜在用途，并开始试验混合物的改进，直到他们达成一个配方，让他们建立足够扩大的接缝，将印刷设备对折。

原因

Hayward对这篇论文的贡献是帮助麻省理工学院的团队解释材料的扩展。生产最有力的扩张包括几个长分子链和一个短链的油墨，由单体丙烯酸异辛酯。当油墨的一层暴露于紫外光或“固化”时，通常用于三维印刷的材料硬化成液态的材料——长链相互连接，形成一团刚性的缠结分子。

当另一层的材料沉积在顶部的第一，丙烯酸异辛酯在顶部的小链条，液层下沉到较低，更多的刚性层。在那里，它们与较长的链相互作用，以产生一种膨胀力，这种力与印刷平台的附着力暂时抵抗。

研究人员希望对材料膨胀的原因有一个更好的理论理解，使他们能够设计出适用于特定应用的材料，包括能够抵抗固化后许多印刷聚合物典型的1 – 3%收缩的材料。

“这是令人兴奋的工作，因为它提供了一种方法来创建三维对象功能的电子产品，”Michael Dickey说，在北卡罗来纳州立大学化学工程系教授。通常，电子处理是以平面、二维方式进行的，因此需要平坦的表面。这里的工作提供了一种在二维表面使用更传统的平面技术来制造电子的途径，然后将它们转换成三维形状，同时保留了电子学的功能。这种转变是在印刷过程中巧妙地将压力建立到材料中的。