Разработан метод ротационной мультиматериальной печати спиралевидными филаментами

Печатающая головка, разработанная исследователями, состоит из четырех картриджей, каждый из которых может содержать различные материалы. Затем чернила подаются через сложное сопло, которое позволяет печатать несколькими материалами одновременно. При вращении и перемещении сопла экструдированные чернила образуют филамент со спиральными элементами.

"Ротационная мультиматериальная печать позволяет нам создавать функциональные спиральные филаменты и структурные решетки с точно контролируемой архитектурой и, в конечном счете, характеристиками", - сказала Натали Ларсон, постдокторант SEAS и первый автор исследования.

Используя свой новый подход, команда исследователей разработала и изготовила искусственные мышцы и пружинящие решетчатые конструкции для использования в мягкой робототехнике.

Искусственные мышцы в виде спиралевидных нитей, которые могут сокращаться под действием напряжения, были напечатаны командой из диэлектрического эластомера. Проводящие электроды образуют переплетающиеся спирали, заключенные в мягкую эластомерную матрицу. Настраивая плотность намотки этих электродов, можно программировать сократительную реакцию этих актуаторов.

Команда также разработала структурные решетки с различной жесткостью, встраивая жесткие спиральные пружины в мягкую, податливую матрицу - как металлические пружины в мягком матрасе. Общая жесткость материала может быть изменена путем регулировки плотности прилегания пружин внутри матрицы. Эти настраиваемые спиральные структуры могут быть использованы для создания суставов или шарниров в мягких роботизированных системах.

Исследование ученых опубликовано в журнале Nature. Далее команда намерена использовать возможности этого нового метода 3D-печати для создания еще более сложных структур.