MIT:利用桌面3D打印機的 "缺陷"，打印“準(zhǔn)紡織品”

有時3D打印機會出錯，比如擠出的材料太多，或者太少，或者將材料存放在錯誤的地方。但是，如果能將這個錯誤轉(zhuǎn)化為一種（時尚的）功能，會怎么樣呢？

2020年10月27日，南極熊獲悉，麻省理工學(xué)院媒體實驗室研究生Jack Forman通過控制常見的3D打印缺陷（絲材擠出不足）開發(fā)了一些結(jié)構(gòu)，這個項目被叫做DefeXtiles。

Forman使用一臺標(biāo)準(zhǔn)的、廉價的3D打印機來生產(chǎn)片材和復(fù)雜的3D幾何圖形，這些片材和復(fù)雜的3D幾何圖形具有基于欠擠出產(chǎn)生的 "球狀拉伸 "圖案的編織狀結(jié)構(gòu)。Forman將這些靈活而薄的片材打印成了交互式燈罩、全尺寸的裙子、一卷足以延伸到整個棒球場的布料，以及圖案復(fù)雜的花邊等物品。

那么他是如何實現(xiàn)的呢？下面這些動圖將解答你的疑惑。

Forman與Hiroshi Ishii教授在Tangible Media研究小組工作，他于10月20日在研討會上介紹并展示了DefeXtiles的研究。Forman說，這種材料可能會在時裝設(shè)計中的原型設(shè)計和定制方面有用，但未來的應(yīng)用還可能包括具有可調(diào)整機械性能的3D打印外科網(wǎng)片等。

Forman說："總的來說，這項工作最讓我興奮的是它對許多制造商有用，只需要一臺相對便宜的250美元的3D打印機，也就是最常見的打印機類型。"

"我們設(shè)想，未來的材料將是動態(tài)的和計算的，"Ishii說。"DefeXtiles是一個很好的例子，它是一種可編程的物質(zhì)，可以模擬現(xiàn)有材料的特性，并超越現(xiàn)有材料。我們可以觸摸、感覺、穿戴和打印它們。"

與Forman和Ishii一起參與項目的還有計算機科學(xué)與人工智能實驗室、電氣工程與計算機科學(xué)系研究生Mustafa Doga Dogan，以及麻省理工學(xué)院建筑系本科生研究員Hamilton Forsythe。

從絲材到織物

Forman在媒體藝術(shù)與科學(xué)課期間一直在嘗試3D打印，由麻省理工學(xué)院比特與原子中心主任Neil Gershenfeld教授領(lǐng)導(dǎo)。Forman的實驗靈感來自于他在卡內(nèi)基梅隆大學(xué)本科時期的一位朋友的工作，他用3D打印機來制作時產(chǎn)生了完美和周期性的缺陷，看起來像一種紡織品。

"我把一個小樣品帶到我的課堂上展示，并沒有多想，Gershenfeld教授看到了它，他很興奮，"Forman補充道。

當(dāng)3D打印機對材料擠出不足時，會在沉積材料中產(chǎn)生周期性的間隙。使用廉價的熔融沉積3D打印機，F(xiàn)orman開發(fā)了一種名為 "glob-stretch "的下擠出工藝，其中熱塑性聚合物的球體由細線連接。這種工藝產(chǎn)生了一種靈活、有彈性的紡織品，具有明顯的經(jīng)緯度，就像織布一樣。Forman說，它的感覺就像網(wǎng)狀的針織面料。

"與其他方法相比，這些紡織品不僅更薄、打印速度更快，而且所展示的形式的復(fù)雜性也得到了改善。通過這種方法，我們可以用普通的3D打印機打印3D維度的外殼，而不需要特殊的切片軟件，"Forman說。

新的紡織品可以像熨燙貼片一樣進行縫合、去褶皺和熱粘合。Forman和他的同事使用許多常見的3D打印材料打印了這些紡織品，包括一種導(dǎo)電絲，他們用這種導(dǎo)電絲制作了一盞燈，可以通過觸摸燈罩上的褶皺來點亮和調(diào)暗。研究人員建議，其他基礎(chǔ)材料或添加劑可以生產(chǎn)出具有磁性或光學(xué)特性的紡織品，或者通過使用藻類、咖啡渣或木材來生產(chǎn)更可生物降解的紡織品。

根據(jù)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)人機交互研究所教授斯科特-哈德森指出："這項工作特別重要，因為它與更傳統(tǒng)的技術(shù)一樣，在相同的打印過程中發(fā)揮作用。這將使我們能夠?qū)⒍ㄖ频?D打印紡織部件--可以靈活和柔軟的部件--與更傳統(tǒng)的硬部件一起整合到物體中。"


編譯自：MIT