歐盟推出AMPERE項(xiàng)目為開發(fā)出機(jī)電一體化的多功能4D打印工藝

2021年6月10日,，南極熊獲悉,，德國電子3D打印公司NeotechAMT宣布啟動一個由歐盟支持的新Penta項(xiàng)目AMPERE,，該項(xiàng)目旨在開發(fā)可靠的、可擴(kuò)展的混合增材制造工藝,，以生產(chǎn)多功能的4D機(jī)電系統(tǒng),。

機(jī)電一體化指的是匯集了電子、電氣和機(jī)械工程系統(tǒng)的一個工程分支,，包括機(jī)器人,、電子、計算機(jī)和信息技術(shù)等專業(yè)的結(jié)合,。

同時,，4D打印是一個新興的過程，通過這個過程,，3D打印的物體隨著時間的推移,，在外部能量輸入（如溫度或光）的作用下，將自身轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N結(jié)構(gòu),。

為了結(jié)合和發(fā)展這兩個新興的想法,，一個由來自德國和荷蘭的10個領(lǐng)先的研究和工業(yè)合作伙伴組成的投資團(tuán)隊(duì)已經(jīng)聚集在一起，共同開展AMPERE項(xiàng)目,，該項(xiàng)目將持續(xù)到2024年3月31日,。

"Neotech公司總經(jīng)理MartinHedges博士表示："AMPERE項(xiàng)目是AM領(lǐng)域中一個非常令人激動和雄心勃勃的項(xiàng)目，將產(chǎn)生巨大的商業(yè)利益,。該項(xiàng)目將實(shí)現(xiàn)獨(dú)特的產(chǎn)品設(shè)計,，首次將工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的機(jī)械、電氣和光學(xué)功能相結(jié)合,。此外,，所開發(fā)的生產(chǎn)系統(tǒng)的靈活性將允許對市場的變化作出更快的反應(yīng)，并為這一新興技術(shù)開辟新的應(yīng)用領(lǐng)域,。"

△Penta項(xiàng)目部分成品展示,，完全由增材制造的燈具。圖片來自Neotech AMT

Neotech以前參與的項(xiàng)目

Neotech以前曾參與過幾個項(xiàng)目,，以推進(jìn)3D打印,。其中一個專注于開發(fā)3D打印聚合物和3D打印電子產(chǎn)品的混合制造技術(shù),，而另一個則是探索打印陶瓷基材作為電子產(chǎn)品3D打印的補(bǔ)充,。

該公司還在2019年的RapidTec展會上展示了其 "完全增材制造 "的3D打印電子設(shè)備，這些設(shè)備在外部和設(shè)備的3D打印體中都配備了電子功能,。

最近,，Neotech與漢堡大學(xué)的TAMS小組啟動了一個聯(lián)合項(xiàng)目,，為3D打印電子產(chǎn)品開發(fā)一個人工智能（AI）驅(qū)動的質(zhì)量保障系統(tǒng)。該項(xiàng)目旨在為混合增材制造工藝的閉環(huán)控制和減少打印錯誤鋪平道路,。

△3D MID傳感器電路,，由PA6上的銀線構(gòu)建的填充液位傳感器，添加了SMDs,。圖片來自Neotech AMT

開發(fā)可擴(kuò)展的4D打印

該聯(lián)盟的合作伙伴在Penta項(xiàng)目的AMPERE呼吁下共同進(jìn)行合作,，通過創(chuàng)新技術(shù)來應(yīng)對全球數(shù)字經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展所帶來的挑戰(zhàn)。

Penta項(xiàng)目以電子元件與系統(tǒng)（ECS）戰(zhàn)略研究與創(chuàng)新議程（SRIA）為指導(dǎo),，專注于加速可擴(kuò)展的數(shù)字4D制造,，使照明、信號和電力電子以及醫(yī)療設(shè)備等智能系統(tǒng)的可靠生產(chǎn)更加接近,。

與Neotech一起加入該聯(lián)盟的還有埃因霍溫科技大學(xué),、弗勞恩霍夫研究協(xié)會（Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.）、飛利浦電子荷蘭公司,、Reden BV,、Signify、TNO,、VSL BV,、Wurth Elektronic GmbH和XENON自動化有限公司。

在AMPERE項(xiàng)目期間,，這個由10名成員組成的投資團(tuán)隊(duì)將著手開發(fā)并結(jié)合增材制造技術(shù),，以生產(chǎn)此類智能4D機(jī)電產(chǎn)品。

他們的目標(biāo)是將這些技術(shù)開發(fā)得既常規(guī)化又具備可擴(kuò)展性,，能夠促進(jìn)小批量和大規(guī)模定制產(chǎn)品的生產(chǎn),，以及超過10,000個零件的大批量生產(chǎn)。

在該項(xiàng)目中創(chuàng)造的產(chǎn)品將具有綜合機(jī)械,、電氣和光學(xué)功能,，并將配備Neotech所提及的 "智能工藝"。

合作聯(lián)盟的成員將通過三個機(jī)電產(chǎn)品案例研究來展示他們開發(fā)的混合制造方法,。他們將利用其開發(fā)的工藝生產(chǎn)LED燈具,、信號和電力電子設(shè)備以及醫(yī)療設(shè)備。

△使用3D打印技術(shù)制作的電路板,。圖片來自Neotech

4D打印的進(jìn)展

當(dāng)3D打印物體的形狀隨著時間發(fā)生變化時,，它被稱為4D打印。在很大程度上,，4D打印仍處于初創(chuàng)階段,，隨著研究人員尋求改進(jìn)和理解這一過程，以釋放其潛在的應(yīng)用，4D打印已日益成為多項(xiàng)研究的主題,。

去年3月,，新加坡科技與設(shè)計大學(xué)（SUTD）和南洋理工大學(xué)（NTU）開展了一個研究項(xiàng)目，最終使3D打印材料在沒有外力的情況下來回改變其形狀,。

同時,，來自得克薩斯州萊斯大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種新方法，使4D打印中的變形材料得到更多控制,。這種技術(shù)允許3D打印物體在暴露于溫度,、電流或壓力變化時被操縱成不同的形式。

與之相似,，Linköping大學(xué)的一個研究小組為軟體微型機(jī)器人生產(chǎn)了一套配備4D功能的微執(zhí)行器,。這些3D打印的執(zhí)行器含有一種電活性聚合物，打印后會改變形狀,，研究人員認(rèn)為他們的工作顯示了低成本3D打印微型機(jī)器人小型化的巨大潛力,。

△可逆的4D打印結(jié)構(gòu)。圖片來自SUTD