麻省理工學(xué)院實驗室3D打印的可編程自組裝木材與碳纖維

麻省理工學(xué)院實驗室3D打印的可編程自組裝木材與碳纖維
南極熊3D打印網(wǎng)報道
    建筑師、設(shè)計師兼計算機科學(xué)家Skylar Tibbits在2013年2月展示了一種新概念——4D打印。據(jù)南極熊3D打印網(wǎng)了解，這種新興技術(shù)將可以讓我們打印出可以多次自我重塑、或者自組裝的物體。想象，一個打印的立方可以在你眼前折疊，或是一支打印的管道可以感應(yīng)擴展或者是收縮的需要。
    我們可以創(chuàng)造出自組裝的物體嗎？就像DNA鏈一樣可以自我匹配，或者是擁有轉(zhuǎn)換嵌入的能力？這些就是Tibbits在麻省理工學(xué)院的Self-Assembly Lab（自組裝實驗室）研究的問題，這是一個跨學(xué)科的研究空間，讓設(shè)計師、科學(xué)家、工程師聚集在一起，共同尋找讓無序的物體編程有序結(jié)構(gòu)的方法。
    使用來自Stratasys的獨特的Objet Connex多材料3D打印技術(shù)，Tibbits可以將不同的材料特性編入到設(shè)計集合中的每個不同因子中。在使用具有不同的吸水性能的材料的時候，他就可以用程序指令它們激活自組裝進(jìn)程。

    這種革命性的技術(shù)提供了一種由概念到現(xiàn)實的合理化途徑，可以將完整的功能直接建立到材料中。在他們發(fā)現(xiàn)如何將塑料重編成可以自我組裝為新結(jié)構(gòu)然后直接離開打印床的一年之后，他們研究出了一些新材料可以通過編寫，自動轉(zhuǎn)化自己的外形。這些新材料包括了自我轉(zhuǎn)型的碳纖維、打印木紋、自定義紋理復(fù)合材料和其他的橡膠/塑料，這些材料提供了前所未有的性能，包括可編程的刺激、感應(yīng)與自我轉(zhuǎn)變，僅僅在一種材料之中。
    例如，木材與碳纖維物體是固體的，不會彎曲。但是麻省理工學(xué)院的研究者創(chuàng)作出一種自定義可編程的木材，可以根據(jù)水分改變自己的形狀。一般來說，要使木材彎曲需要不小的人工——蒸、泡或者是壓力處理。而通過控制木紋的圖案，研究者們可以4D打印出可以因應(yīng)溫度而改變的平面木件。他們的實驗室探討了紋理方向的不同圖案、厚度和材料的結(jié)合，從而改進(jìn)了精確的轉(zhuǎn)變。
    “這是一種新的機遇，我們可以在工廠里制造出平面的物件，然后真空包裝進(jìn)行運輸，里面帶有水分。”Tibbits稱，“當(dāng)你在另一個地方打開包轉(zhuǎn)的時候，它就會根據(jù)預(yù)先的編程變形成你所購買得產(chǎn)品?！?br />

    也許他們最令人興奮的作品就是碳纖維的3D打印作品了。這種材料用在了很多工業(yè)應(yīng)用中，還有行李箱和鞋子。“我們正在公開可以自我變形的碳纖維?！盩ibbits說，“它是完全硬化而又靈活的。我們所做的就是使用不同的打印到碳纖維上讓它活躍?！?br />     輕質(zhì)超強的碳纖維可以用于根據(jù)熱量調(diào)節(jié)氣流冷卻引擎的噴氣發(fā)動機，或者是可以在不同天氣情況中改變外形的車翼型。

    Tibbits稱，他們還研究了可以打印成平面，隨后變形的橡膠。“對于鞋子、輪胎之類的物品，在變濕之后，可以改變夾緊的方式?！彼f。
    “我們的目標(biāo)是真正的材料機械，或者是不帶機器的機器人。”Tibbits說。他們已經(jīng)將多種最新技術(shù)集合在一起從而完成材料性能的突破，包括多材料3D/4D打印，材料科學(xué)中的先進(jìn)技術(shù)以及仿真/優(yōu)化軟件中的功能。“這些能力讓我們可以實現(xiàn)多種材料自我改變形狀、外形或者其他根據(jù)需要的特性的編程?！盨elf-Assembly Lab提出。

    via www.3ders.com

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南極熊驚呆了！相信有些人看過“物質(zhì)編程”的科學(xué)假設(shè)，特別是在美國科幻大片當(dāng)中。這不，老美還真的利用3D打印機來進(jìn)行物質(zhì)編程了！這世界，以后還得了？：所有的物品，都可以通過編程來實現(xiàn)，然后加一臺3D打印機！南極熊3D打印網(wǎng)堅信，這，不會太遠(yuǎn)。

不会太远