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3D打印包含电子传感器的智能对象

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放大字体  缩小字体    发布日期:2019-12-31  浏览次数:673
核心提示:今年四月,弗吉尼亚理工大学的工程师们已经证明,可以使用保形3D打印技术成功地打印电子传感器。这种方法的潜在应用是巨大的,它们的进步将影响未来的智能对象,这些对象可以通过嵌入其中的电子传感器进行打印。弗吉尼亚理工大学的科学家将他们的研究重点放在具有集成传感器以改善其功能的高级义肢的3D打印上。

今年四月,弗吉尼亚理工大学的工程师们已经证明,可以使用保形3D打印技术成功地打印电子传感器。这种方法的潜在应用是巨大的,它们的进步将影响未来的智能对象,这些对象可以通过嵌入其中的电子传感器进行打印。弗吉尼亚理工大学的科学家将他们的研究重点放在具有集成传感器以改善其功能的高级义肢的3D打印上。

电子传感器印刷的出现

早在2012年,英国沃里克大学的一组研究人员设计了一种导电复合材料,该材料成功用作中型至3D打印电子传感器。他们创建的传感器具有感应电容变化和机械挠曲的能力,并且价格低廉,足以用于商业生产。

由西蒙·利(Simon Leigh)领导的研究人员创新了一种生产定制感应设备的系统,该设备可以嵌入打印物体内。他们称“碳酸盐”一词来描述印刷简单的导电热塑性复合材料以创建嵌入式传感器的方法。他们看到了他们的工作影响了3D打印智能对象的未来功能。

带有集成传感器的3D打印智能对象

今年,弗吉尼亚理工大学的一个团队成功地在3D打印假肢中建立了个性化的可穿戴系统界面。他们确定了最新的假肢如何包含这些系统,直到现在,这些系统还没有3D打印版本。该团队展示了如何通过集成印刷电子传感器来改进3D打印假肢。

通过在假体内打印传感器的系统,工程师们能够将它们插入假体与穿用者组织之间的交点处。通过这样做,研究人员可以收集与假体功能和舒适度有关的数据,例如测量整个组织的压力。然后对数据进行分析,以告知如何开发义肢以使其更好地适应和发挥作用。

一种称为保形3D打印的3D打印形式用于在打印过程中将传感器集成到材料中。通过将传感器直接打印到材料中的能力,而不是将它们随后插入,工程师能够控制组织硬度等方面,从而使他们能够创建与假体融合的传感器。此外,他们还能够将传感器插入困难的地方。

该团队的目标是为当地少年Josie Fraticelli制作假肢。他们对Fraticelli肢体的模具进行了3D扫描,并使用这些数据来告知将传感器最佳地集成到假体的贴合型腔中的位置。他们使用保形印刷,通过集成传感器创建了假体,该传感器支持了沿着假体的曲面精确地沉积材料的需求。

他们首次成功使用集成传感器创建了3D假体。尽管这将使修复技术的发展得以继续改进并变得更便宜,但它也将对其他技术产生重大影响,而其他技术将从诸如设备中的3D打印传感器等其他智能对象的功能中受益。

智能对象的未来可能性

弗吉尼亚理工大学的团队所取得的成就不仅对假体设计的未来产生了影响,也对智能设备的未来潜力产生了更广泛的影响。他们表明,完全有可能在较大的组件中打印电子传感器,而无需在以后添加。

另外,通过使用保形印刷,他们表明轮廓物体内传感器的印刷也是可以实现的。这两项成就为使用智能对象的未来可能性打开了大门

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关键词: 打印电子传感器
 
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