本帖最后由 warrior熊 于 2022-10-31 22:38 编辑
2022年10月31日，南极熊获悉，英国剑桥大学研究人员开发了一种可破解的多功能3D 打印机，用于打印经济实惠且开放式设计的软材料。该技术有可能在组织工程、软机器人、食品和环保材料加工等不同领域开启进一步的创新，帮助创造前所未有的设计。
这项研究的详细信息以题为“A hackable, multi-functional,and modular extrusion 3D printer for soft materials/用于软材料的可破解、多功能和模块化挤压 3D 打印机”的论文被发表在《科学报告》期刊上，由Lei, I.M., Sheng,Y., Lei, C.L等人撰稿完成。
该研究的论文第一作者，澳门大学助理教授，前剑桥大学生物界面研究组的Iek ManLei博士表示：“Printer.HM的开放式设计、可负担性、改进的可定制性和一体化功能将使自己动手的研究社区受益，为现有的商业打印机提供可行的替代方案。”
“Printer.HM”是一款高度可定制的基于挤压的 3D 打印机，可与商业 3D 生物打印机相媲美。它能够接受不同的几何输入，包括计算机辅助设计 (CAD) 模型、坐标、方程和图片，以创建具有不同特征的打印。这种多打印头系统的开发，建立在一个可破解的机械臂上，并通过加热和紫外线 (UV) 模块在一个平台上提供多功能，是剑桥大学工程系和纳米科学学院研究人员的创意剑桥大学中心，与澳门大学和牛津大学合作。
除了与各种液态和软质材料提供出色的打印兼容性外，Printer.HM还可以执行多种操作，包括： - 液体分配
- 多材料打印
- 变速打印
- 嵌入式打印（创建自由形式和悬垂结构）
- 非平面打印
- 拾取和放置应用程序
通过可选的加热和紫外线模块，可以调节热响应和光聚合水凝胶的可打印性，这些水凝胶可用于广泛的生物医学应用，包括药物输送、组织工程和伤口愈合。
△Printer.HM的特点是硬件采用多种辅助工具，软件采用灵活的几何输入，实现了一个平台上的多种功能。 △使用不同辅助工具协助打印水凝胶 △多类型的几何图形输入选项可以创建不同特征的打印件 △Printer.HM的多功能 △打印过程
Printer.HM 为其用户提供设计自由度和自定义打印路径以创建具有不同特征的打印件的能力。它们是：简单模式（坐标）；一笔打印（方程式）；3D 设计（G 代码）；和可定制的 2D图案（图片），后者可以轻松地将手绘草图转换为打印品，而无需创建 CAD 模型。打印路径可定制性对于软机器人应用特别有用，研究人员创建的由 pH 响应水凝胶制成的软变形系统证明了这一点。
研究人员使用 Printer.HM 创建了花卉图案的 2D 草图，然后在四分钟内膨胀并变形为 3D 花卉形状。而这仅仅是个开始; 因为控制程序完全可以破解，用户可以重新配置设置并扩展其功能，以实现前所未有的 3D 打印设计。研究人员还展示了 Printer.HM 生成复杂组织解剖结构的潜力，方法是成功地创建了一个带有肺和气管的呼吸系统模型，由藻酸盐墨水制成，并在支撑槽内打印。
Iek Man Lei博士说：“Printer.HM的多功能功能，加上其开放式设计和可负担性（总成本在 900 至1,900 英镑之间），使其成为未来 3D 打印创新的可靠选择，使用软、生物和可持续的材料架构。模块化设计允许研究界进一步扩展 Printer.HM 的功能，开辟无穷无尽的新设计的可能性。其他好处包括打印头与小型生物应用中所需的较小尺寸注射器的兼容性，以及对于那些没有 CAD 经验的人使用图片几何输入来自定义打印路径的易用性——这特别有利于控制刺激响应水凝胶的变形行为。”
她补充说：“Printer.HM 有潜力为组织工程、软机器人、食品和环保材料加工等不同领域的创新 3D 打印打开大门。它的开放式设计、可负担性、改进的可定制性和一体化功能将使自助研究社区受益，为现有商业打印机提供可行的替代方案。”
南极熊评论
3D打印在前些年十分火爆，备受市场关注，频频见诸报道。如今，尽管其热度有所下降，技术更新迭代的步伐却从未停止。坦白来讲，3D打印技术确实有不少进步空间，比如设备和材料的成本高昂，3D模型设计的门槛也比较高；再比如，经常用于打印硬体材料或器件，而软体材料的打印却比较少。这些都在一定程度上限制了3D打印技术的推广应用，直到现在3D打印产品仍非普通人所能企及。让3D打印真正深入产业应用甚至走进百姓生活，可谓路漫漫其修远兮，科学家和工程师们仍在上下而求索。
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