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作者:互联网 发布时间:2017-06-19

  【中国智能制造网 技能前沿】日前,美国佐治亚理工学院的科研人员操作张拉整体式布局道理开拓了一种用于建设可以或许通过节制某些温度条件来拉伸物体的3D打印技能。该技能可用于太空任务,建设生物医学装置和其他应用,甚至是形体变革的软呆板人。

 

  佐治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)的研究人员利用3D打印建设可以或许扩展到更大尺寸的物体。这些3D打印物体有大概用于从空间任务到生物医学装置的应用。
 

  Tensegrity(张拉整体式布局),一个你在物理学中听起来像在修建学中一样的术语,其实它是一种布局性道理。“张拉整体”观念是美国著名修建师富勒(Buckminster Fuller)缔造的。这一观念的发生受到了大自然的开导。富勒认为宇宙的运行是凭据张拉道理举办的,即万有引力是一个均衡的张力网,而各个星球是这个网中的一个个孤独点。凭据这个思想张拉整体布局可界说为一组不持续的受压构件与一套持续的受拉单位构成的自支承、自应力的空间网格布局。这种布局的刚度由受拉和受压单位之间的均衡预应力提供,在施加预应力之前,布局险些没有刚度,而且初始预应力的巨细对布局的外形和布局的刚度起着抉择性浸染。由于张拉整体布局固有的切合自然纪律的特点,最在限度地操作了质料和截面的特性,可以用只管少的钢材制作超大跨度修建。
 

  佐治亚理工学院的研究人员团队操作张拉整体式布局道理开拓了一种用于建设可以或许通过节制某些温度条件来拉伸物体的3D打印技能。研究团队暗示这种技能可以用于太空任务,建设生物医学装置和其他应用。你甚至可以将该技能称为4D打印的示例。
 

  “Tensegrity布局很是精练,并且很是强大” ,格鲁吉亚理工学院土木与情况工程学院传授Glaucio Paulino叙述道到:“这也是人们对操作外太空摸索的张拉整体式布局研究很是感乐趣的原因,旨在找到一种要领来陈设最初占用很小空间的大型物体”。
 

  研究人员的研究论文已经颁发在《Scientific Reports》期刊上,聚四氟乙烯,利用3D打印机来建设支柱,组成了tensegrity布局的主要构成部门之一。研究人员将这些支柱设计为具有狭长开口的中空管,该开口可延伸管的长度,使得它们可以或许压平并折叠。每个支柱在每端都有一个毗连点,答允它毗连到弹性线缆的网状物上。
 

  当这些3D打印支柱被加热到65摄氏度时,研究人员可以将部门压平并折叠成“W”形。当冷却时,布局物将保持之前的“W”形状。之后,跟着3D打印线缆的毗连,物体可以从头加热,使其酿成张拉整体式布局。
 

  该技能答允潜在的大型3D布局“缩小”,这将为外太空建树以及其他规模实现技能打破。
 

  然而,在开拓这种3D打印要领时,纳米铜,研究人员需降服前所未有的挑战。一方面,纳米钛粉,研究人员必需准确地节制布局扩张的速度温顺序。幸运的是,该团队可以利用形状影象聚合物举办,可以在每个支柱扩展速度方面举办微调。
 

  “对付更大和更巨大的布局,假如你不节制这些支柱扩展的顺序,它便会缠绕在一起,从而把物体变得一团糟”,Glaucio Paulino叙述道:“通过节制每个支柱膨胀的温度,我们可以分阶段陈设,进而可有效的制止物体的缠绕”。
 

  研究人员认为,其他新材料,3D打印Tensegrity布局可用于构建空间摸索所需的轻量级布局,甚至是形体变革的软呆板人。这些活泼的Tensegrity工具在设计上很是优雅,同时为可陈设3D布局开发一系列大概性。
 

  Tensegrity布局的运用例子包罗格鲁吉亚亚特兰大的佐治亚圆顶,液体氨基甲酸钼,南韩首尔的奥林匹克体操竞技场。
 

  (原标题:科学家开拓通过节制温度拉伸物体的新型3D打印技能)

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