專門創建的軟件將輸入的3D模型轉換為可以打印的2D圖案。然后可以將打印件浸入熱水中,自行折疊成最終的3D 物體。圖片來源:鳴海浩也/東京大學
科技日報記者?張夢然
據日本東京大學官網最新報道,該校研究人員首次將2D打印、折紙和化學方法相結合,創造了一種實現快速制造3D物體而不會產生任何廢料的方法,新方法可使材料幾秒鐘內即完成自動折疊。
復雜物體的3D打印通常需要很長時間,因為打印過程必須鋪設大量的2D層來構建物體。該過程通常會浪費支撐未完成物體所需的大量材料。目前也存在一些使平面材料自折疊成3D形狀的新方法,但有耗時長的缺點。科學家希望使用最少數量的材料來緩解這些問題,即通過選擇材料中的某些特殊性能,允許它們在適當的條件下,自動折疊成復雜的3D形狀。
團隊此次發現了使用工具和材料來創建自折疊的對象。從本質上講,他們制作的其實是帶有折紙圖案的平板,這些圖案非常復雜,即使是熟練的折紙藝術家也需要幾個小時才能完成。但是憑借新開發的特殊工藝,幾秒鐘內材料變身復雜的3D形狀。
該技術利用一種特殊的噴墨打印機,將2D折紙設計打印到塑料片的兩面,塑料片會因加熱而收縮,但它使用的墨水卻不會收縮,干燥時可保持柔韌性。這一微妙的“差別”可在一側或另一側的墨水部分之間留出間隙,讓設計人員可控制紙張的某個部分的折疊方式。
與之前相比,研究團隊將輸出分辨率提高了1200倍,這意味著他們可以創建的設計不僅具有新穎性,而且還可以用于實際應用,在任何存在緊張的物流或存儲情況下發揮巨大作用。
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