谷歌使用3D打印技术制造可穿戴电子传感器"Jacquard "

南极熊导读：3D打印在产品原型设计中的作用已经毋庸置疑，谷歌在开发可穿戴电子设备的时候，也用到了这项技术，充分发挥出设计师的创作才能。

2021年1月29日，南极熊获悉，谷歌先进技术与项目部（ATAP）利用Stratasys的PolyJet快速成型技术，为 "Jacquard "可穿戴电子传感器进行原型设计。

这种3D打印的标签可以贴在日常服装物品上，赋予了运动感应功能，并使佩戴者能够通过某些手势控制手机。通过采用Stratasys公司的J8系统，ATAP团队现在已经能够快速完成设备的原型设计，并部署在交互式 "游戏运动鞋 "和 "智能背包 "等产品内部。

ATAP的技术项目经理和实验室负责人Bryan Allen说："打印机真的赶上了设计师对设计和材料的思考方式，未来的到来比我们想象的要快得多。”

△谷歌的ATAP团队使用Stratasys的3D打印技术对Jacquard设备进行了多次迭代原型设计（如图），图片来自Stratasys

谷歌的时尚织物

在过去的五年里，谷歌已经稳步实现了Jacquard平台的商业化，目前的产品包括集成传感器的Levi夹克和阿迪达斯鞋垫等产品。这些可穿戴设备都包含一个微小的嵌入式标签，为用户提供了对各种数字设备的交互式控制，而不需要拿着它们。

在佩戴支持Jacquard的设备时，用户只需简单地滑动或点击，就可以进行暂停音乐、拍照甚至接听电话等操作。传感器本身也很小巧灵活，这意味着谷歌几乎可以把它整合到任何织物中，但合并过程可能很复杂，往往需要多种技术来组装。

对Allen来说，这就是谷歌选择采用Stratasys技术的原因，既能简化流程，又能获得特定应用的好处。Allen解释说："我们的团队真的在寻找解决方案，我们一直在寻找和探索新技术，但最重要的是应用驱动的创新。"

制造提花设备

在由谷歌工程总监Ivan Poupyrev领导的Jacquard设计过程中，ATAP团队发现Stratasys的J8机器提供了很好的灵活性。例如，利用打印机的Pantone（潘通）匹配系统，工程师们能够制造出能有效反映主机材料的木材或皮革纹理的传感器。

采用J8还使团队能够快速生产出反映最终产品品质的原型，同时将交货时间从三周缩短到仅一天。据Allen介绍，利用3D打印来迭代提花，有效地"为团队的设计赢得了探索和优化解决方案的时间"。

在Jacquard的研发中成功使用了Stratasys公司的KeyShot 3D建模软件的测试版后，ATAP团队现在打算在未来的迭代中使用其他解决方案，如数字解剖系统。由于这台机器经常被用来制造人体解剖复制品，工程师们希望它也能善于生产身体部位的可穿戴设备。

什么是PolyJet技术

聚合物喷射（PolyJet，PJ）技术是由以色列Objet公司（于2012年并入Stratasys公司）在2000年初推出的专利技术。PolyJet打印技术与传统的喷墨打印机类似，由喷头将微滴光敏树脂喷在打印底部上，再用紫外光层层固化。

△聚合物喷射（PolyJet）技术成型原理

上图为PolyJet聚合物喷射系统结构，其成型原理跟SLA、DLP一样，由光敏树脂在紫外光照射下固化。具体打印流程：

①  喷头沿X/Y轴方向运动，光敏树脂喷射在工作台上，同时UV紫外光灯沿着喷头运动方向发射紫外光对工作台上的光敏树脂进行固化，完成一层打印；

②  之后工作台沿Z轴下降一个层厚，装置重复上述过程，完成下一层的打印；

③  重复前述过程，直至工件打印完成。

④  去除支撑结构。

△PolyJet打印机内部构造

对比SLA打印技术，其使用的激光光斑在0.06-0.10毫米，打印精度远高于SLA。PolyJet可以使用多喷头，在打印光敏树脂的同时，可以使用水溶性或热熔型支撑材料。而SLA/DLP的打印材料与支撑材料来源于同一种光敏树脂，所以去除支撑时容易损坏打印件。

由于可以使用多喷头，可以实现不同颜色和不同材料的打印。

编译自：3dprintingindustry