Facebook可能會在Connect 2020展示3D打印的VR手套

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Facebook Connect 2020計(jì)劃于下周舉行，該公司的Reality Labs團(tuán)隊(duì)宣布開發(fā)了3D打印的Virtual Reality（VR）手套。該設(shè)備與康奈爾大學(xué)的研究人員共同創(chuàng)建，具有軟氣動執(zhí)行器，可以“測量局部力”并為用戶提供“觸覺反饋”。考慮到Facebook成立了Reality Labs來監(jiān)督其Oculus Rift游戲子公司VR的開發(fā)，因此3D打印手套可能仍將是即將到來的會議的一部分。

研究團(tuán)隊(duì)的新穎材料可用于創(chuàng)建新一代3D打印可穿戴設(shè)備

3D打印軟機(jī)器人設(shè)備
與使用常規(guī)合成材料制成的設(shè)備相比，使用軟質(zhì)材料構(gòu)造的設(shè)備具有固有的吸震性，負(fù)載管理和被動式能量回收優(yōu)勢。軟組織在機(jī)器人技術(shù)中特別有用，因?yàn)樗鼈兊牡湍Ａ亢洼^大的可擴(kuò)展性使其能夠創(chuàng)建可變形的機(jī)器人，使其幾乎可以變形為任何狀態(tài)而不會破裂。

硅橡膠具有耐熱性和化學(xué)惰性，是制造軟機(jī)器人的理想選擇。盡管如此，常規(guī)的制造工藝通常涉及覆膜或注塑成型，這僅產(chǎn)生簡單的棱柱形狀。最近的橡膠研究已經(jīng)研究了使用液態(tài)有機(jī)硅材料作為墨水進(jìn)行基于擠出的3D打印，但是它們的改性也削弱了交聯(lián)密度。

由于材料強(qiáng)度降低，基于擠壓的樣品對于突出的特征顯示出有限的打印保真度，從而導(dǎo)致它們在固化前坍落。其他研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)使用立體光刻（SLA）技術(shù)用液態(tài)樹脂生產(chǎn)零件，從而提供了更高的穩(wěn)定性，但韌性卻與市售橡膠不同。

更重要的是，SLA的加工要求使用穩(wěn)定的低粘度樹脂，這使傳統(tǒng)方法無法用于增強(qiáng)它們。作為一種替代策略，研究團(tuán)隊(duì)假設(shè)創(chuàng)建雙網(wǎng)絡(luò)（DN），其中兩種聚合物占據(jù)相同的體積，將使橡膠具有更高的強(qiáng)度。

在該團(tuán)隊(duì)的新方法中，這兩層聚合物具有不同的質(zhì)量和功能。外層是脆弱的，耗能的，而二次網(wǎng)絡(luò)保持完整，能夠承受重負(fù)荷。利用他們的DNs，研究人員提出，他們不僅可以匹配商業(yè)橡膠的強(qiáng)度質(zhì)量，還可以將打印出來的物體與其他基質(zhì)結(jié)合。

研究人員通過大量評估測試了新材料增強(qiáng)的強(qiáng)度

該團(tuán)隊(duì)的雙硅膠3D打印材料
為了創(chuàng)建新材料，研究人員使用硫醇-烯基有機(jī)硅配方作為基礎(chǔ)，因?yàn)樗哂械驼扯?，快速凝膠化和高反應(yīng)轉(zhuǎn)化質(zhì)量。相比之下，DN中的次要聚合物需要形成自己獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)，因此該團(tuán)隊(duì)由于其固有的韌性和剛度而使用了Mold Max系列樹脂。

通過兩步組合工藝，橡膠依次形成了光固化的硫醇烯有機(jī)硅和機(jī)械牢固的縮合固化的有機(jī)硅。隨后的紅外光譜測試表明，可以調(diào)整這兩個網(wǎng)絡(luò)的相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)，以調(diào)整樹脂的可打印性和機(jī)械性能。

例如，發(fā)現(xiàn)增加冷凝網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷可以顯著提高最終零件的抗拉強(qiáng)度，從“生坯”部分的0.008 MPa到0.92 MPa的MPa。該團(tuán)隊(duì)利用四種不同的錫基橡膠材料，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，以改變其DN中的基礎(chǔ)材料來調(diào)整其機(jī)械特性。

除了可穿戴設(shè)備外，聯(lián)合小組的新型有機(jī)硅還可用于創(chuàng)建手術(shù)模型

出現(xiàn)了類似的可打印共混物體系，每種均具有足夠低的粘度以實(shí)現(xiàn)SLA 3D打印。錫基材料傾向于通過提供更高的強(qiáng)度來主導(dǎo)混合物，而集成彈性體則通過不同的交聯(lián)密度提供了更多可定制的性能。為了演示其新穎的聚合物網(wǎng)絡(luò)在外科手術(shù)模型中的應(yīng)用，該團(tuán)隊(duì)隨后創(chuàng)建了空心3D打印心臟。

盡管心臟復(fù)制品不能完全復(fù)制天然組織的復(fù)雜機(jī)械性能，但它確實(shí)具有與其生物學(xué)對應(yīng)物相似的彈性模量。這樣一來，聯(lián)合小組的有機(jī)硅就可以在將來由實(shí)習(xí)醫(yī)生部署以進(jìn)行手術(shù)。結(jié)合DN的靈活性和強(qiáng)度，團(tuán)隊(duì)還可以制造帶有四個3D打印的氣動執(zhí)行器的矯形手套。

該設(shè)備不僅允許進(jìn)行靈巧的操作，而且結(jié)合的結(jié)構(gòu)在使用十個月以上的情況下仍可以承受數(shù)百個運(yùn)動周期。根據(jù)該團(tuán)隊(duì)的說法，他們的手套非常堅(jiān)固，可以將其柔軟的致動器集成到其他服裝中，從而生產(chǎn)出一種新型的可穿戴式柔軟機(jī)器人設(shè)備。

距離Facebook Connect僅有一周的時間，該團(tuán)隊(duì)在軟機(jī)器人技術(shù)方面的快速發(fā)展也可能在VR未來中發(fā)揮作用。