3D打印技術"智能"機器組件可提醒用戶機器損壞

利用先進的增材制造技術，聯(lián)合技術研究中心和康涅狄格大學的科學家們創(chuàng)造了“智能”機器組件，可以在用戶佩戴或電壓讀數(shù)出現(xiàn)故障時提醒用戶。創(chuàng)新的關鍵是使用直寫技術。

可提醒機器損壞（圖源：www.3ders.org）

直接寫入技術是一種增材制造技術，當噴嘴在平臺上移動時，半固體金屬“墨水”從小噴嘴擠出。因此，通過逐層“書寫”所需形狀來構建對象。直寫技術與傳統(tǒng)技術相比具有許多優(yōu)點，因為它具有降低成本和提高制造靈活性的優(yōu)點。這一過程使得康涅狄格大學UTRC科學家能夠創(chuàng)造出細線的導電銀絲，這些絲可以在制作時嵌入3D打印部件中。

在制造過程中，銀線的平行線（每個都與微型3D打印電阻器耦合）嵌入到部件中并在施加電壓時形成電路。隨著線路從表面越來越深地嵌入到元件中，每個新線路和電阻器的電壓值都越來越高。由運動部件的摩擦引起的任何損壞或磨損都會切入一條或多條線路，從而破壞電路。損壞越大，破碎的線越多。工程師可以通過實時電壓讀數(shù)評估潛在的損壞，而無需將整個機器拆開。

UConn-UTRC團隊能夠嵌入僅15微米寬的傳感器線（人類頭發(fā)平均寬度為100微米），相距50微米，因此可以檢測到非常輕微的損壞。我們現(xiàn)在可以將功能集成到組件中，使其更加智能化。傳感器可以檢測任何類型的磨損，甚至是腐蝕，并將這些信息報告給最終用戶。這有助于我們提高性能，避免故障并節(jié)省成本。

在UTC研究中心使用直寫技術創(chuàng)建的3D打印磁鐵(圖源：www.3ders.org)

創(chuàng)建這樣一個精確的傳感器并不容易，研究人員還使用直接寫入技術來制造具有復雜幾何形狀和任意形狀的聚合物粘合磁體。想象一下，磁鐵可以采用不同的形狀，并可以無縫地安裝在其他功能部件之間。此外，通過改變磁鐵的形狀，可以進一步操縱和優(yōu)化所產(chǎn)生的磁場。

目前用于制造定制3D打印磁體的方法依賴于高溫固化，不幸的是，這降低了材料的磁性。 UConn和UTRC的科學家使用低溫紫外線來固化磁鐵，類似于牙醫(yī)使用紫外線來硬化填充物。由此產(chǎn)生的磁體表現(xiàn)出明顯優(yōu)于由其他增材制造方法產(chǎn)生的磁體的性能。將磁性材料直接嵌入元件中可以使新產(chǎn)品設計更符合空氣動力學，更輕便，更高效。

來源：ZOL中關村在線