科學家首次利用SLA 3D打印技術(shù)實現(xiàn)4D打印

3D打印的時代尚未到來，更為4D打印就已經(jīng)呼嘯而至。這種更為先進的技術(shù)增加了一個時間上的維度，目前以形狀記憶高聚物（SMPs）等智能材料最為出名。這種材料的特點就是可以在力的作用下變?yōu)槠渌�形狀，之后在加熱等條件的刺激下還能變回原始性狀。

目前，由于相關(guān)尚未成熟，SMPs還沒有被應用到柔性電子產(chǎn)品上。不過，這種狀況可能即將改變，因為耶路撒冷希伯來大學卡薩利應用化學中心的一支研究團隊正在嘗試利用3D打印技術(shù)將SMPs整合到柔性電子領(lǐng)域。

據(jù)中國3D打印專業(yè)媒體平臺南極熊了解，這一項目是由Michael Layani等數(shù)位研究者共同進行的，他們已經(jīng)利用立體光固化成型法（SLA）技術(shù)成功制造出了SMPs，這在全世界尚屬首次。到目前為止，4D打印使用的都是低級的擠出式打印機和高級的多重噴射打印機，而此次卡薩利中心的研究者們則是通過一臺Asiga Pico Plus39 數(shù)字光處理（DLP）SLA 3D打印機將其實現(xiàn)的。最終的結(jié)果就是，這臺設(shè)備能夠以比前兩者更高的分辨率實現(xiàn)SMPs的打印。

“到目前為止，4D打印的結(jié)構(gòu)不但仍只是整個物體中很小的一部分敏感區(qū)域，而且還會因特定的運動路徑在形狀記憶動作上受到限制。不過我們的結(jié)構(gòu)已經(jīng)完全解決沒有這個問題了�！盠ayani表示。

在最近發(fā)布到科學雜志《先進材料》的文章中，研究者們解釋了他們是如何將SMPs應用到柔性電子產(chǎn)品的。當前的4D打印方法都需要對結(jié)構(gòu)的具體部件進行預編程，以便它們能夠?qū)Υ碳ぷ龀龇磻�，比如遇水會膨脹或擴展，或是受熱會發(fā)生形變等。


在此次《用于柔性電子設(shè)備的3D打印形狀記憶高聚物》的項目中，研究者們開發(fā)了一種方法，能夠令結(jié)構(gòu)實現(xiàn)整體運動，而不是之前的特定部位運動。具體來說就是他們創(chuàng)建了一種定制化的“加熱樹脂浴”。在其中，Asiga的打印臺會在每次打印一層后下降，然后紫外光會固化樹脂槽底部的每一層，這樣一來就避免了分子氧抑制的影響。他們還利用下載的一些開源設(shè)計模型打印了一些樣品，比如埃菲爾鐵塔、鳥等。在下面的視頻中，你會看到其中一只用這種方法打印的飛龍是如何在70℃的熱水中恢復成原始的展翼形態(tài)的：

這些模型在室溫中如同蠟一樣，通過熱槍提高其熔融溫度后就能彎曲或重新塑形。如果要固定住改變的形狀，只需將其放入冷水降低熔融溫度即可。之后再次加熱，形狀記憶就會啟動，從而令其恢復原始形態(tài)。

為了將這項技術(shù)應用到柔性電子產(chǎn)品中，就需要將SMPs整合到導電材料中以觸發(fā)移動。目前，研究者們已經(jīng)用導電的銀質(zhì)納米墨水打印出了一塊扁平的電路。它能夠在電壓的作用下實現(xiàn)自動開合。

“這樣的結(jié)構(gòu)能夠用于制造柔性機器人，微創(chuàng)醫(yī)療設(shè)備，傳感器，以及可穿戴電子產(chǎn)品，”研究者表示，“而3D打印的應用則克服了其它技術(shù)的缺點，實現(xiàn)了復雜幾何形狀的制造。”

via 3dprint

看到這個，感覺張開了想象的翅膀，感覺到有無限種可能性在未來