3D打印|一种3D打印的“自我变形”木质结构,将会成为木材制造的未来( 二 )


为此 , 沙伦和卡姆设计了一个系统 , 可以将木浆挤压成扁平的圆形 。 当木浆墨水干了 , 它就会弯曲并形成一个新的3D形状 。 通过精确控制方向(喷嘴的路径或挤出机在空间中的运动方式) , 他们发现 , 他们可以控制最终物体的形状 。
调整打印速度(木浆墨水的流速)可以提供额外的控制 , 因为收缩发生在垂直于墨水中的木纤维 , 打印速度会改变它们的对齐程度 。 较慢的速率会导致所有方向的收缩 , 因为粒子的方向更随机 。 更快的速度会产生更多的方向性收缩 , 因为纤维彼此对齐 。
该团队能够产生几种不同的自变形配置 。 例如 , 一系列同心圆会收缩形成马鞍形状 , 而从中心点发出的射线 , 会变成圆顶或锥形结构 。 堆叠两个矩形层 , 每个打印方向不同 , 在干燥后会产生螺旋 。 研究人员发现 , 他们还可以对打印路径、速度和堆叠进行编程 , 以控制形状变化的特定方向 , 例如 , 确定矩形是否会扭曲为顺时针或逆时针螺旋 。
这项工作是一个理论框架的原理证明 , 用于预测由木质墨水 3D 打印的自变形结构的最终形状 。下一步是组合鞍座、圆顶、螺旋和其他形状 , 以制作更复杂的最终对象 , 例如椅子 。研究团队设想有一天 , 修剪树木或落叶的碎屑可以回收用于制造木材墨水 , 这样就不用运输木材来建造(或重建)桌椅了 。
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