With 3D inkjet printing systems, engineers can fabricate hybrid structures that have soft and rigid components, like robotic grippers that are strong enough to grasp heavy objects but soft enough to interact safely with humans.
有了3D喷墨打印系统，工程师们可以制造出一种混合结构，它包含许多复杂的数字组件，比如机器人抓取器，它可以在与人类的接触中安全地将物体从柔软的地方移走
模拟材料3D打印系统使用喷嘴和喷嘴来沉积树脂的水，这是用刮刀辊提出的，并用紫外线进行固化但这个有争议的过程可能会降低测量值，从而限制所用材料的类型
麻省理工学院、麻省理工大学Inkbit和苏黎世联邦理工学院的研究人员开发了一个3种Dinkjet打印系统，该系统可用于多种材料他们利用计算机自动检查3D打印表面，并实时调整喷嘴沉积物的数量，以确保没有区域的冷却液过多
由于它不需要机械部件来平滑接缝，因此这种无接触系统使用的材料比传统的3D打印中使用的丙烯酸酯的材料更低较慢的固化材料化学试验可以提高丙烯酸酯的性能，如更大的弹性、耐用性或耐久性
此外，自动化系统在不停止或降低打印过程的情况下进行调整，使该生产级别比同类3D喷墨打印系统快约660倍
研究人员使用该打印机来创建复杂的机器人设备，该设备将多种原始材料组合在一起例如，他们制作了一个完整的3D打印的机器人夹具，形状像一个由钢筋、柔性钢筋束控制的人
“我们的重点是开发一个中文视觉系统和完全主动的反馈回路。这很可能给印刷工人提供了眼睛和大脑的空间，在那里可以打印出以前观察到的东西，然后应该打印出中文指导的内容。”根据Wojciech Matusik的相应意见，麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室（CSAIL）内的计算机设计与制造小组完全支持电子工程与计算机科学教授
Heis由苏黎世联邦理工学院的首席作者ThomasBuchner和18岁的RobertKatzschmann博士共同撰写了这篇论文，RobertKatzshman博士是苏黎世联邦理理工学院软件机器人实验室的机器人学整体助理教授；以及苏黎世联邦理工学院和Inkbit的其他机构Thesearchillappearin自然
非接触式
本文构建了一种低成本、多材料的3D打印机，即2015年推出的MultiFab通过利用成千上万的喷嘴沉积经过紫外线固化的树脂，MultiFab能够一次使用多达10种材料进行高分辨率3D打印
有了这个新项目，就有了一个接触式的过程，它将扩大制造复合设备所需的材料范围
他们开发了一种称为视觉控制设置的技术，该技术利用了四台高帧率相机和两台快速连续扫描的激光相机拍摄了成千上万个喷嘴的图像，这些喷嘴位于树脂的水溶液中
计算机视觉系统将图像转换为高分辨率的深度映射，一个可在1秒内执行的计算它将深度与正在制造的零件的CAD（计算机辅助设计）模型进行比较，并调整存放的Fresin数量，以使对象与最终结构保持一致
自动化系统可以对任何单个喷嘴进行调整由于打印机有16000个喷嘴，系统可以控制正在制造的设备的详细信息
Katzschmann说：“从几何角度来看，它可以打印出你想要的由多个材料制成的任何东西。你可以发送到打印机的东西与你的结构功能和持久性之间几乎没有限制。”
系统所施加的控制水平使它能够非常精确地用蜡打印，蜡是在任何物体的通道内部形成空腔的支撑材料随着设备的制造，蜡被打印在结构上完成后，对象将在轴上创建并排水，留下穿过对象的通道
由于可以自动快速地实时调整通过喷嘴沉积的材料的数量，系统不需要将机械零件拖过打印表面到达表位这使得印刷品能够使用逐渐固化的材料，并且会被刮刀涂上
超级材料
研究人员发现，该系统是用铁基材料打印的，这种材料比3D打印中使用的传统丙烯酸材料安全性更低然而，硫醇基材料是记忆可塑的，不会像水杨酸盐那样破坏它们会在较宽的温度范围内变得更稳定，暴露在阳光下时不会迅速下降
Katzschmann说：“当你想制造一个需要与现实世界环境交互的机器人或系统时，这些都是非常重要的特性。”
研究人员使用基于硫醇的材料和蜡来制造一些复杂的设备，这些设备在其他方面可能不太可能与现有的3D打印系统一起使用首先，他们生产了一种功能强大的、趋势驱动的反手环，它有19个独立的可移动的把手、带传感器垫的软手指，以及智能的、承重的把手
“我们还生产了六条腿的步行机器人，可以感知和抓取物体，这可能是由于系统能够在软材料和数字材料之间创建气密界面，以及在结构内部创建复杂的通道，”Buchner说
该团队还展示了一种技术，如集成心室内泵和人工心脏瓣膜，以及可编程为具有非线性材料特性的材料
“这只是一门艺术。有大量的新材料类型可以添加到历史技术中。这使得我们可以在之前无法在3D打印中使用的整个新材料系列中进行打印，”Matusiksays
研究人员正在研究用水凝胶打印系统，水凝胶用于工程应用，以及辅助材料、环氧树脂和特殊类型的耐用聚合物
他们希望探索新的应用领域，如打印可定制的医疗器械、半导体抛光垫和制造更复杂的机器人
这项研究部分由瑞士信贷、瑞士国家科学基金会和国防高级研究院资助