谷歌使用3D打印技術(shù)制造可穿戴電子傳感器"Jacquard "

南極熊導(dǎo)讀：3D打印在產(chǎn)品原型設(shè)計(jì)中的作用已經(jīng)毋庸置疑，谷歌在開發(fā)可穿戴電子設(shè)備的時(shí)候，也用到了這項(xiàng)技術(shù)，充分發(fā)揮出設(shè)計(jì)師的創(chuàng)作才能。

2021年1月29日，南極熊獲悉，谷歌先進(jìn)技術(shù)與項(xiàng)目部（ATAP）利用Stratasys的PolyJet快速成型技術(shù)，為 "Jacquard "可穿戴電子傳感器進(jìn)行原型設(shè)計(jì)。

這種3D打印的標(biāo)簽可以貼在日常服裝物品上，賦予了運(yùn)動(dòng)感應(yīng)功能，并使佩戴者能夠通過某些手勢控制手機(jī)。通過采用Stratasys公司的J8系統(tǒng)，ATAP團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在已經(jīng)能夠快速完成設(shè)備的原型設(shè)計(jì)，并部署在交互式 "游戲運(yùn)動(dòng)鞋 "和 "智能背包 "等產(chǎn)品內(nèi)部。

ATAP的技術(shù)項(xiàng)目經(jīng)理和實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人Bryan Allen說："打印機(jī)真的趕上了設(shè)計(jì)師對(duì)設(shè)計(jì)和材料的思考方式，未來的到來比我們想象的要快得多�！�

△谷歌的ATAP團(tuán)隊(duì)使用Stratasys的3D打印技術(shù)對(duì)Jacquard設(shè)備進(jìn)行了多次迭代原型設(shè)計(jì)（如圖），圖片來自Stratasys

谷歌的時(shí)尚織物

在過去的五年里，谷歌已經(jīng)穩(wěn)步實(shí)現(xiàn)了Jacquard平臺(tái)的商業(yè)化，目前的產(chǎn)品包括集成傳感器的Levi夾克和阿迪達(dá)斯鞋墊等產(chǎn)品。這些可穿戴設(shè)備都包含一個(gè)微小的嵌入式標(biāo)簽，為用戶提供了對(duì)各種數(shù)字設(shè)備的交互式控制，而不需要拿著它們。

在佩戴支持Jacquard的設(shè)備時(shí)，用戶只需簡單地滑動(dòng)或點(diǎn)擊，就可以進(jìn)行暫停音樂、拍照甚至接聽電話等操作。傳感器本身也很小巧靈活，這意味著谷歌幾乎可以把它整合到任何織物中，但合并過程可能很復(fù)雜，往往需要多種技術(shù)來組裝。

對(duì)Allen來說，這就是谷歌選擇采用Stratasys技術(shù)的原因，既能簡化流程，又能獲得特定應(yīng)用的好處。Allen解釋說："我們的團(tuán)隊(duì)真的在尋找解決方案，我們一直在尋找和探索新技術(shù)，但最重要的是應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)新。"

制造提花設(shè)備

在由谷歌工程總監(jiān)Ivan Poupyrev領(lǐng)導(dǎo)的Jacquard設(shè)計(jì)過程中，ATAP團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)Stratasys的J8機(jī)器提供了很好的靈活性。例如，利用打印機(jī)的Pantone（潘通）匹配系統(tǒng)，工程師們能夠制造出能有效反映主機(jī)材料的木材或皮革紋理的傳感器。

采用J8還使團(tuán)隊(duì)能夠快速生產(chǎn)出反映最終產(chǎn)品品質(zhì)的原型，同時(shí)將交貨時(shí)間從三周縮短到僅一天。據(jù)Allen介紹，利用3D打印來迭代提花，有效地"為團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)贏得了探索和優(yōu)化解決方案的時(shí)間"。

在Jacquard的研發(fā)中成功使用了Stratasys公司的KeyShot 3D建模軟件的測試版后，ATAP團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在打算在未來的迭代中使用其他解決方案，如數(shù)字解剖系統(tǒng)。由于這臺(tái)機(jī)器經(jīng)常被用來制造人體解剖復(fù)制品，工程師們希望它也能善于生產(chǎn)身體部位的可穿戴設(shè)備。

什么是PolyJet技術(shù)

聚合物噴射（PolyJet，PJ）技術(shù)是由以色列Objet公司（于2012年并入Stratasys公司）在2000年初推出的專利技術(shù)。PolyJet打印技術(shù)與傳統(tǒng)的噴墨打印機(jī)類似，由噴頭將微滴光敏樹脂噴在打印底部上，再用紫外光層層固化。

△聚合物噴射（PolyJet）技術(shù)成型原理

上圖為PolyJet聚合物噴射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其成型原理跟SLA、DLP一樣，由光敏樹脂在紫外光照射下固化。具體打印流程：

①  噴頭沿X/Y軸方向運(yùn)動(dòng)，光敏樹脂噴射在工作臺(tái)上，同時(shí)UV紫外光燈沿著噴頭運(yùn)動(dòng)方向發(fā)射紫外光對(duì)工作臺(tái)上的光敏樹脂進(jìn)行固化，完成一層打��；

②  之后工作臺(tái)沿Z軸下降一個(gè)層厚，裝置重復(fù)上述過程，完成下一層的打��；

③  重復(fù)前述過程，直至工件打印完成。

④  去除支撐結(jié)構(gòu)。

△PolyJet打印機(jī)內(nèi)部構(gòu)造

對(duì)比SLA打印技術(shù)，其使用的激光光斑在0.06-0.10毫米，打印精度遠(yuǎn)高于SLA。PolyJet可以使用多噴頭，在打印光敏樹脂的同時(shí)，可以使用水溶性或熱熔型支撐材料。而SLA/DLP的打印材料與支撐材料來源于同一種光敏樹脂，所以去除支撐時(shí)容易損壞打印件。

由于可以使用多噴頭，可以實(shí)現(xiàn)不同顏色和不同材料的打印。

編譯自：3dprintingindustry