Onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology hebben een methode ontwikkeld om op een 3D-printer te printen
In zijn werk, gepubliceerd in ScienceVooruitgang, ingenieurs hebben "architecturale materialen" gedrukt - roosters waarvan de mechanische eigenschappen uitsluitend afhankelijk zijn van de architectuur. Door bijvoorbeeld de grootte of vorm van de cellen in het rooster te veranderen, wordt het materiaal min of meer flexibel.
Kristallijne roosterstructuren met met lucht gevulde kanalen. De uitsparingen in het midden van de roosters zijn de openingen van de sensoren. Afbeelding: MIT Nieuws
Onderzoekers nemen luchtkanalen op instructuur met behulp van 3D-printen met digitale lichtverwerking. Bij deze methode wordt een structuur uit een plas hars getrokken en door blootstelling aan licht in de gewenste vorm gestold. Het beeld wordt geprojecteerd op een vloeibaar materiaal en de gebieden waar het licht valt, worden harder.
De moeilijkheid bij het maken van holle kanalen is dat de hars vast komt te zittenOm dit probleem op te lossen, gebruikten de wetenschappers een combinatie van perslucht, vacuüm en geavanceerde zuivering om overtollige hars te verwijderen.
Wanneer de voltooide structuur wordt verplaatst of geperst, worden de sensorische kanalen vervormd en verandert het luchtvolume binnenin.Onderzoekers meten drukval en bepalen hoe het materiaal vervormt.
Een zachte robotvinger gemaakt van twee cilinders gemaakt van HSA-auxetica. Afbeelding: MIT Nieuws
Om de mogelijkheden van het gebruik van de technologie te laten zien, hebben de wetenschappers een zachte robot van HSA auxetic in 3D geprint.Het is een materiaal met een negatieve Poisson-verhouding, dat wordt gebruikt in de robotica.Wanneer dergelijke materialen worden uitgerekt, worden ze dikker in plaats van dunner in een richting die loodrecht staat op de uitgeoefende kracht.
De gecreëerde robot zou verschillende bewegingen kunnen uitvoeren,inclusief buigen, draaien en verlengen. De robot voerde ruim 18 uur lang verschillende bewegingen uit, en de onderzoekers gebruikten gegevens van ‘vloeistofsensoren’ om een neuraal netwerk te trainen dat de bewegingen van de robot nauwkeurig voorspelde.
We kunnen elk materiaal nemen dat we kunnenprint op een 3D-printer en voer er kanalen doorheen om een gevoelige structuur te krijgen. En als je echt complexe materialen gebruikt, kun je tegelijkertijd beweging, waarneming en structuur krijgen.
Lillian Chin, co-auteur van de studie aan het Massachusetts Institute of Technology
Lees verder:
Einsteins voorspelling kan uitkomen: hoe een experiment met onzichtbare atomen de natuurkunde zal veranderen
Op de piramide in China vond men een portret van de "koning der voorouders". Hij regeerde meer dan 4.000 jaar geleden
"Dit is science fiction": wetenschappers creëren een fundamenteel nieuw type kwantumcomputers