MIT:利用桌面3D打印机的 "缺陷"，打印“准纺织品”

有时3D打印机会出错，比如挤出的材料太多，或者太少，或者将材料存放在错误的地方。但是，如果能将这个错误转化为一种（时尚的）功能，会怎么样呢？

2020年10月27日，南极熊获悉，麻省理工学院媒体实验室研究生Jack Forman通过控制常见的3D打印缺陷（丝材挤出不足）开发了一些结构，这个项目被叫做DefeXtiles。

Forman使用一台标准的、廉价的3D打印机来生产片材和复杂的3D几何图形，这些片材和复杂的3D几何图形具有基于欠挤出产生的 "球状拉伸 "图案的编织状结构。Forman将这些灵活而薄的片材打印成了交互式灯罩、全尺寸的裙子、一卷足以延伸到整个棒球场的布料，以及图案复杂的花边等物品。

那么他是如何实现的呢？下面这些动图将解答你的疑惑。

Forman与Hiroshi Ishii教授在Tangible Media研究小组工作，他于10月20日在研讨会上介绍并展示了DefeXtiles的研究。Forman说，这种材料可能会在时装设计中的原型设计和定制方面有用，但未来的应用还可能包括具有可调整机械性能的3D打印外科网片等。

Forman说："总的来说，这项工作最让我兴奋的是它对许多制造商有用，只需要一台相对便宜的250美元的3D打印机，也就是最常见的打印机类型。"

"我们设想，未来的材料将是动态的和计算的，"Ishii说。"DefeXtiles是一个很好的例子，它是一种可编程的物质，可以模拟现有材料的特性，并超越现有材料。我们可以触摸、感觉、穿戴和打印它们。"

与Forman和Ishii一起参与项目的还有计算机科学与人工智能实验室、电气工程与计算机科学系研究生Mustafa Doga Dogan，以及麻省理工学院建筑系本科生研究员Hamilton Forsythe。

从丝材到织物

Forman在媒体艺术与科学课期间一直在尝试3D打印，由麻省理工学院比特与原子中心主任Neil Gershenfeld教授领导。Forman的实验灵感来自于他在卡内基梅隆大学本科时期的一位朋友的工作，他用3D打印机来制作时产生了完美和周期性的缺陷，看起来像一种纺织品。

"我把一个小样品带到我的课堂上展示，并没有多想，Gershenfeld教授看到了它，他很兴奋，"Forman补充道。

当3D打印机对材料挤出不足时，会在沉积材料中产生周期性的间隙。使用廉价的熔融沉积3D打印机，Forman开发了一种名为 "glob-stretch "的下挤出工艺，其中热塑性聚合物的球体由细线连接。这种工艺产生了一种灵活、有弹性的纺织品，具有明显的经纬度，就像织布一样。Forman说，它的感觉就像网状的针织面料。

"与其他方法相比，这些纺织品不仅更薄、打印速度更快，而且所展示的形式的复杂性也得到了改善。通过这种方法，我们可以用普通的3D打印机打印3D维度的外壳，而不需要特殊的切片软件，"Forman说。

新的纺织品可以像熨烫贴片一样进行缝合、去褶皱和热粘合。Forman和他的同事使用许多常见的3D打印材料打印了这些纺织品，包括一种导电丝，他们用这种导电丝制作了一盏灯，可以通过触摸灯罩上的褶皱来点亮和调暗。研究人员建议，其他基础材料或添加剂可以生产出具有磁性或光学特性的纺织品，或者通过使用藻类、咖啡渣或木材来生产更可生物降解的纺织品。

根据卡内基梅隆大学人机交互研究所教授斯科特-哈德森指出："这项工作特别重要，因为它与更传统的技术一样，在相同的打印过程中发挥作用。这将使我们能够将定制的3D打印纺织部件--可以灵活和柔软的部件--与更传统的硬部件一起整合到物体中。"


编译自：MIT