（原標(biāo)題：保護(hù)機(jī)器人和無人機(jī)的3D打印減震材料）
近日，麻省理工學(xué)院的計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能實(shí)驗(yàn)室的研究人員(CSAIL)開發(fā)出了一款精確控制沖擊性能的3D打印材料，這款材料可以提高無人機(jī)、手機(jī)、鞋等產(chǎn)品的耐久性。
減震材料在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用范圍很廣，從運(yùn)動設(shè)備到無人機(jī)都有采用。制造商運(yùn)用彈性的軟質(zhì)材料可以對產(chǎn)品起到保護(hù)作用，而不至于被損壞，它適合于一組特定的 物理任務(wù)。直到現(xiàn)在，大多數(shù)的減震材料仍然運(yùn)用在如注塑成型的設(shè)備制造過程中。
Viscoelastics就像橡膠和塑料一樣，其存在的狀態(tài)有固體和液體兩種形式，其通常用作減震阻尼器。雖然這種材料很便宜，也很容易被找到，但是它們不能被定制。因此，他們的剛度和彈性的水平是固定的。所以，一批學(xué)者意識到了一種全新的解決方案，一種可以精確設(shè)計(jì)的、具有減震性能的3D打印材料，以一種特定的應(yīng)用程序使其具有特定的阻尼水平。
“用現(xiàn)有的制造方法來定制柔軟的物體，是很難做到，因?yàn)槟阈枰诠I(yè)制造的過程中做注射” 研究員Jeffrey Lipton說。“3D打印帶來了更多的可能性，讓我們所擔(dān)心的難題都能迎刃而解。”
研究人員發(fā)現(xiàn)，他們所研發(fā)的“可編程的粘彈性材料”(PVM)技術(shù)可以應(yīng)用于不同的對象。但是一個(gè)特定的項(xiàng)目，他們希望應(yīng)用技術(shù)是像袋鼠腿一樣移動的環(huán)狀金屬條的立方體機(jī)器人。研究人員使用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的3D打印機(jī)，然后結(jié)合固體、液體材料Stratasys公司的TangoBlack，為機(jī)器人創(chuàng)建一個(gè)降低彈性的3D打印外殼。這樣做的目的是避免其內(nèi)部組件的兩個(gè)電機(jī)、控制器、電池的風(fēng)險(xiǎn)和慣性測量單元傳感器遭受損害。
“這款材料可以防止無人機(jī)或傳感器在撞擊到地板時(shí)所受到的損害降到最低” 著名導(dǎo)演Daniela Rus說。“這些材料使我們能夠3D打印機(jī)器人的粘彈性性能，可以是用戶在打印時(shí)間的制造過程的一部分。”
3D打印的機(jī)器人外殼相對于其他機(jī)器人來說，其具備更強(qiáng)的靈活性，且能減少沖擊。研究人員通過調(diào)整液體的比例，可以讓該材料或多或少的具備一定的彈性。該試驗(yàn)的成功使得研究者相信，該技術(shù)可用于提高無人機(jī)的使用壽命，如減震跑步鞋和帽組件都可以使用。以頭盔的情況為例，某些部分可以3D打印，而設(shè)計(jì)者可以在需要最大減震性能的地方做出修改。
“通過結(jié)合多個(gè)材料來達(dá)到性能以外的基體材料的范圍，這項(xiàng)工作推動了打印材料的多樣性，”哥倫比亞大學(xué)教授Hod Lipson評論道：3D打印技術(shù)的新世界。“通過上面所說，這助推了3D打印行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。”
這項(xiàng)工作得到了美國國家科學(xué)基金會的資助。該研究小組的研究結(jié)果將于10月9日—14日在韓國舉行的IEEE / RSJ國際智能機(jī)器人與系統(tǒng)會議上提出。
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