哈佛大学的工程师们最近公布了一种新方法，可以利用旋转多材料3D打印技术制造柔性螺旋结构，这些结构可以被用做机器人的肌肉和其他部件。通过这种技术，哈佛大学为机器人制造复杂组件提供了一个新的工具。这种技术的核心在于一次操作可以同时打印多种材料。哈佛研究人员用这个技术把一个喷嘴分成了好几个部分，同时挤出了不同材料。然后，通过让机器转动并改变角度，这台机器可以按照预设的图案挤出墨水。哈佛的研究人员利用这一方法给它设计了两种材料：聚氨酯外壳和常见于发胶中的一种聚合物做成的内部通道。内部通道的形状、大小和方向都是可以精确控制的。最后，聚氨酯固化后，研究人员冲洗掉了这些发胶类的材料，留下了中空的管道结构，只要充气就能让它弯曲变形。这种新方法给传统制造柔性机器人的方法提供了一个替代方案。传统方法通常是把柔性材料放进模具里造出来然后再表面设计气动管道等过程比较复杂。哈佛研究人员就干脆用旋转多材料3D打印技术直接打印这些结构出来。哈佛团队为了展示这一技术还有一次展示了一个花朵图案和一个带有5根手指的手掌模型。这次成功展示不仅验证了技术可行性还有提升了机器人应用领域潜力。 首先，哈佛工程师们利用旋转多材料3D打印技术制造出了柔性螺旋结构。这不仅可以给机器人装配肌肉还可以用于其他部件。这项工作发表在《先进材料》杂志上，内容包括通过打印由聚氨酯外壳和常见于发胶中的一种聚合物组成的内通道。这些通道可以通过精确控制喷嘴设计、转速和物料流动速率来调节它们各自的方向、形状和大小。 随着聚氨酯固化后，内部类似发胶的材料被冲洗掉，这样就留下了一个中空的管状结构。 把空气充入这些管道就可以让它弯曲变形。 比如这些结构被用来模拟花朵图案或一个拥有可弯曲关节手指的手掌模型。 哈佛工程师们用旋转多材料3D打印技术成功打造出具有生物兼容性材料制成的柔软机器人，这些机器人在医疗和工业制造等行业需求很大。然而精确设计与控制这些柔软机器人仍然是一个大挑战。 研究人员结合哈佛大学开发的几种3D打印技术绕开了传统铸件与模具来制造柔软机器人，而直接采用这种旋转多材料3D打印技术。它的核心在于一个喷嘴可以同时打印多种材料。随着机器转动并重新定向它会按照定制图案挤出墨水。哈佛大学展示了这种方法如何制造出由聚氨酯外壳和一种常见于发胶中的聚合物组成内通道。这些细丝成排排列并且既有平坦也有凸起的图案。哈佛大学通过精确控制打印机喷嘴设计转速还有物料流动速率来编写每个内部通道的方向形状与大小。哈佛研究团队把这个简单易行而快速编程过程和定制执行系统展示给大家看：冲洗掉这些类似发胶类内部通道后留下的中空管状结构通过充气就能弯曲变形形成能膨胀收缩抓握各种形式柔软装置。 总体来说哈佛团队展示了这种方法不但可行还带来巨大潜力用于从手术机器人到人体辅助装置等多个领域应用。 因此这种旋转多材料3D打印技术很有可能成为制造柔性机器人最理想选择之一。