元素百科介绍了多材料3D打印免装配柔性驱动器的研究进展。仿生驱动研究的热点是实现驱动器件功能材料与外界刺激下复杂形状的结合。近年来,基于碳纳米管的各种水凝胶材料、合金材料和材料(CNT)、氧化石墨烯(GO)等复合材料相继应用于驱动研究,制备了复杂结构形状的仿生驱动器件,如毛毛虫、鱼和花。然而,由于许多仿生器件形状复杂,大多数需要各种材料组合来实现驱动、运动等特定功能,如何构建复杂的结构,解决多材料组件的组装仍然是仿生驱动研究领域的一个具有挑战性的课题。

多材料3D打印先进的制造技术为此提供了简单易行的解决方案。近日,中国科学院兰州化学物理研究所材料表面界面研究小组借助3D打印技术在计算机上辅助设计(CAD)、自由制造、加工和设备成型的优点是,采用多材料3D打印,构建了具有磁性和非磁性部分的无组装柔性驱动器,实现了弯曲、变形和运输货物的功能。
在开发磁性柔性3D打印光敏树脂的基础上,研究人员改进了数字光处理(DLP)成型的3D打印机可以在垂直方向自由切换两种或两种以上的光敏树脂,开发了双(多)材料3D打印技术,实现了磁性和非磁性部件的无组装成型制造。机械测试和SEM分析证明,磁性和非磁性树脂具有良好的结合力,并能有效地驱动磁场。作为概念验证,研究人员使用该技术打印并制作了一个远程控制的抓取器,并进行了抓取、传输和释放的功能验证。这种简单通用的多材料3D打印技术将能够很好地扩展3D打印在远程控制释放和柔性机器人方面的应用。

