研究人員將木粉列印成可自我變形的3D物體

2023/07/21 @ Yolanda

來自耶路撒冷希伯來大學的研究人員研究並致力於使用他們所謂的"木粉"將通過3D列印彈出的扁平木質形狀變成程序化、自我變形的3D形狀。該粉末包含與納米晶體和木葡聚醣混合的木材廢料微粒,它們是從植物中提取的天然黏合劑,研究人員在研究期間和研究期間從混合物中開發了一種水基墨水。

在這項研究中,他們在3D列印機中使用了墨水混合物,並發現墨水的沉積方式決定了木材的變形行為,因為混合物中的水分會從列印件中蒸發。研究人員相信,這項科技可以用於製造傢俱,如木製椅子或其他可用於建築和裝潢的木製產品。在乾燥成所需的最終形狀之前,它們可以平放運輸到目的地。

該項目的主要研究人員之一Eran Sharon博士說,與自然界中發現的物體不同,人工結構通常無法在沒有人工勞動的情況下自行塑造,但科學家們已經開始列印平板,這些平板可以使用刺激,例如溫度、pH 值或水分含量的變化。但正如 Sharon 所說,這些自變形薄片是由合成材料製成的,例如凝膠和彈性體。

他和來自耶路撒冷希伯來語大學的團隊(包括Doron Kam、Shlomo Magdassi博士、Oded Shoseyov博士和Ido Levin博士)回溯到木材這一概念的起源。在他們的研究過程中,他們將一個扁平的圓盤列印成一系列同心圓,然後將其乾燥、收縮,形成一個馬鞍狀的結構,讓人聯想到薯片。該團隊還在探索變形過程是否可以逆轉。

到目前為止,研究人員發現物體的最終形狀也可以通過調整列印速度來控制,因為墨水中的木纖維會發生收縮,而列印速度會改變這些纖維的排列程度。他們指出,較慢的速度會使顆粒更隨機地定向,而列印速度越快,會使纖維彼此對齊,因此收縮更具方向性。

科學家們還學習了如何對列印速度和路徑進行編程以實現各種最終形狀,並發現堆疊兩個以不同方向列印的矩形層會在乾燥後形成螺旋線。在他們的最新研究中,他們發現可以對列印路徑、速度和堆疊進行程式設計,以控制形狀變化的特定方向,例如矩形是扭曲成順時針還是逆時針螺旋。

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Yolanda
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