MIT创建可用磁铁操作的柔软3D打印结构_环球体育

本文摘要:一般来说,当我们处理3D打印机的形状切换结构时,当要求不同的温度时,它们不会移动。

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一般来说,当我们处理3D打印机的形状切换结构时,当要求不同的温度时,它们不会移动。而麻省理工学院的创意工程师,则是基于之前用3D打印机技术制作形状切换材料的经验,开发出3D打印机技术,从而创造出一种可以用磁铁操作的硬3D打印机结构。这项研究已被应用于创造远程控制生物医学设备。

“我们指出,这项技术将在生物医学领域找到有前途的应用。例如,我们可以在血管周围放置一个结构来控制血液的泵送,或者使用磁铁来引导设备通过胃肠道来拍摄图像、提取组织样本、清除堵塞或向特定位置输送某些药物。

可以设计、模拟、打印,构建各种功能。”麻省理工学院诺伊斯大学机械工程和土木与环境工程系职业发展教授宣和昭说。

这些结构是为全新的3D打印机墨水制成的,墨水通过微小的磁性粒子流动。研究人员在3D打印机的燃烧室周围放置了一个电磁体,当墨水通过时,燃烧室使粒子向一个方向旋转。因此,通过使用外部磁场来控制每个部分的方向,3D打印机设备和结构可以立即变成复杂的地层,甚至可以四处移动。研究人员的3D打印机的一些结构还包括一个自动压缩的工作表、一个自动重新打开的试管、一个可以起皱的光滑环,以及一个可以慢慢滑动、乌龟、跳跃和捕食的陷阱。

它甚至可以用磁力操作器把一个小药丸装在桌子上,只需要把它包在物体上。据报道,该研究小组在《自然》杂志上发表了一篇题为“为以太快变软材料印刷铁磁畴”的论文。该项目由国家科学基金会、海军研究办公室和麻省理工学院士兵纳米技术系资助。

合著者还包括肖纳麻省理工学院硬活性材料实验室的YoonhoKim、YoonhooYuk和RuikeZhao。切斯特和赵的新泽西理工学院。

论文概述:“在这里,我们报告了在硬材料的3D编程软件和由磁驱动构建的简单3D形状之间的缓慢切换。我们的方法是基于含有铁磁性粒子的合成橡胶的必要的墨水书写。通过在打印机期间向分配燃烧室产生磁场,我们沿着产生的磁场定向粒子,以突出打印机细丝的图案化磁极性。

”水凝胶器件随着温度或pH值的变化而收缩,介电弹性体在电压下发生剪切,空气或水可以泵入液压器件驱动,形状记忆聚合物需要通过光或冷等静刺激变形——包括麻省理工学院的磁转录结构,属于一般软启动器件。然而,仍然存在许多问题,例如介电弹性体的电压低,由空气或水驱动的远程应用设备的效率低,并且形状记忆聚合物和水凝胶可能需要几个小时来改变形状。金说:“对于一个软式机器人来说,没有理想的自由选择。

它可以像人体一样在封闭的空间里继续执行,你可以在这里完成一些不受限制的任务。这就是为什么我们指出,磁驱动的概念有相当大的期望,因为它快速、强大,并且可以远程控制。”虽然其他人已经成功地生产了磁性材料,但他们不能构造非常简单的动作。

Yuk说:“人就是不产生弯曲的,放大的,倾斜的结构。面临的挑战是,如何设计一种结构或机器人,使其能够继续执行更简单的任务?”基于此,麻省理工学院团队接受了挑战,寻找产生磁畴的方法。

这些独立的磁畴或部分有它们自己的磁方向,而不是用相同的磁性粒子创造一个结构。这样,当它们暴露在外部磁场中时,例如3D打印机燃烧室中的电磁体,磁畴将根据它们的粒子所调用的磁场的方向移动,从而它们需要完成更简单的移动。研究人员使用他们新的3D打印机平台来开发这些领域。在打印过程中,他们改变了燃烧室周围电磁铁的方向,以调节磁性粒子的方向。

“这项工作很微妙。佐治亚理工学院机械工程教授杰里奇说:“人们可以在人体内或不容易相似的地方使用硬机器人。”。“他没有参与这项研究,但他在4D印刷方面有非常丰富的经验。

”有了这篇文章报道的这项技术,人们可以在人体外产生磁场,这种磁场需要用于任何布线。由于反应速度慢,硬机器人可以在短时间内完成许多动作。

这些对于实际应用非常重要。“此外,该团队开发了一个物理模型,可以通过用于磁畴的图案、材料的弹性和外部磁场的方向来预测3D打印机结构在磁场下将如何变形或移动。瑞科找到模型的预测与团队的实验密切相关。

”我们已经开发了一个可供他人使用的打印机平台和预测模型。人们可以设计自己的结构和领域模式,用模型测试,打印出来启动各种功能。

通过对结构、磁场和磁场等简单信息进行编程,人们甚至可以打印出机器人等智能机器。”赵先生说道。

除了上面提到的结构,团队还可以快速扩展或扩展3D打印机的扩展结构以及映射电路和红、绿LED灯两个方向的环。根据其磁性方向,该环可以变形为照亮绿色或红色的结构。

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