中国粉体网讯 明尼苏达大学(University of Minnesota)的研究人员报告了一种新的3D打印方法，叫做自适应3D打印，用于在移动的自由曲面上制造多功能设备(Advanced Materials：“在移动的自由曲面上进行3D打印功能材料和生物材料”)。
其目的是建立一个自动的工作流程，只需最少的人工干预，并且无需连接到微制造设施即可根据环境情况进行打印处理。
具体地说，该方法将闭环反馈控制系统集成到基于挤压的小型便携式3D打印机上。
上图所示为制造过程:目标表面的几何信息首先通过结构光扫描器(图1a)以密集点云的形式获得。
然后将采样的几何信息与目标表面的刚体运动的实时估计（图1b）相结合，并将其作为一个整体，反馈给运动控制器进行自适应3D打印。
在打印过程中，首先将自动拾取和放置在目标表面上的分立电子元件（如表面安装的LED）（图1c）。
功能墨水，如导电墨水和绝缘墨水，直接打印到运动目标表面，以创建电子电路(图1d)。印刷设备最终在室温下干燥，由无线传输系统供电(图1e)。
为了演示导电墨水在无线电子设备中的性能，研究人员制造了感应线圈来自动为拾取和放置的LED供电（图2a），图2b显示了最终设备的图像。 无线设备是逐层制造的，由底部的感应线圈，中间的绝缘层，顶部的交叉导电线路组成，表面安装的LED作为电路的电气负载。
该研究小组还演示了如何在人手上制造无线供电设备和无线湿度传感器，方法是通过3D打印一种新型的功能性、快速干燥的墨水，这种墨水具有很高的导电性、室温可加工性和灵活性。
该团队未来的研究将集中在以下方面：1）优化自适应打印系统，减少打印时间，提高精细和更复杂电子产品的打印保真度; 2）将多功能电子元件集成在用于活性生物机器接口的无线供电设备中; 3）将湿度传感器优化为汗水传感器，用于无线监测体力消耗或压力水平; 4）印刷基因校正细胞的分层结构作为皮肤替代品，用于改善伤口愈合的体内研究; 5）将自适应打印技术应用于昆虫和动物身上，大规模生产半机械机器人，作为生态系统中的自分布式数据采集器。
研究人员在报告中总结道:“总的来说，通过将各种高质量的电气和生物材料与适应性3D打印平台结合起来，可以为可穿戴设备行业、生物和生物医学研究、健康状况的研究和处理造出新的可能性。”
文章来自nanowerk网站，原文题目为：Adaptive 3D printing for the fabrication of multifunctionaldevices on moving freeform surfaces，由材料科技在线汇总整理。
（中国粉体网编辑整理/墨玉）
