Empa的研究人員研發(fā)了一種通過3D打印技術(shù)制造柔軟、富有彈性但功能強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)。作為Manufhaptics項(xiàng)目的一環(huán)，團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)之一是打造一種令元宇宙變得有形的VR手套。

Empa功能性聚合物實(shí)驗(yàn)室的一組研究人員正在研究由柔性材料制成的致動(dòng)器。現(xiàn)在，他們第一次開發(fā)出了一種利用3D打印機(jī)生產(chǎn)相關(guān)組件的方法。

介質(zhì)彈性致動(dòng)器（DEA）由兩種不同的硅基材料組成：導(dǎo)電電極材料和非導(dǎo)電介質(zhì)材料。材料層層疊疊。Empa研究員帕特里克·丹納（Patrick Danner）解釋道，“如果在電極施加電壓，致動(dòng)器就會(huì)像肌肉一樣收縮。當(dāng)電壓斷開時(shí)，它則會(huì)松弛回原來的位置。

丹納知道，3D打印這樣的結(jié)構(gòu)非常困難。盡管這兩種軟質(zhì)材料的電性能非常不同，但它們?cè)诖蛴∵^程中的表現(xiàn)應(yīng)該非常相似。它們不應(yīng)該混合，但必須在完成的致動(dòng)器中保持在一起。

打印的“肌肉”必須盡可能柔軟，這樣電刺激就能引起所需的變形。另外，所有3D打印材料必須滿足的要求是：它們必須可以在壓力下液化，以便從打印機(jī)噴嘴中擠出。但在那之后，它們應(yīng)該有足夠的粘性來保持打印的形狀。

丹納指出：“所述特性往往是直接矛盾的。如果你優(yōu)化其中一個(gè)，其他三個(gè)就會(huì)改變……而且通常會(huì)變得更糟。”

通過與蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院合作，團(tuán)隊(duì)成功地調(diào)和了一系列相互矛盾的性質(zhì)。Empa開發(fā)的兩種特殊油墨，結(jié)合蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院開發(fā)的噴嘴，幫助他們3D打印出功能性柔性致動(dòng)器。

作為大型項(xiàng)目Manufhaptics的一環(huán)。團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)之一是打造一種令元宇宙變得有形的VR手套，并幫助模擬物理阻力。

相關(guān)論文：Rapid Manufacturing of High-Permittivity Dielectric Elastomer Actuator Fibers

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/admt.202500190

當(dāng)然，在目標(biāo)成為現(xiàn)實(shí)之前，團(tuán)隊(duì)依然存在一系列的挑戰(zhàn)需要解決。