像魔术一样移动的3D打印 – 3D打印行业资讯网

最近，麻省理工学院的计算机科学和人工智能实验室（CSAIL）创建了一种新方法，以打印出可移动的对象。此方法称为Xstrings，它在对象内部打印电缆，以便对象一旦出现在打印机中，就可以弯曲，扭曲或弯曲。

通常，制作机器人或移动雕塑之类的物体需要大量时间，需要手动添加电缆。但是，使用Xstrings，这一切都仅在一步之内完成，因此不需要额外的组件。

新方法是在打印过程中将电缆直接嵌入对象中，为此，Xstrings可以创建动态机械设备。研究人员可以创建卷曲的机器人手指，可以改变形状的雕塑或一步中带有可调节零件的衣服。

印刷创新

传统的电缆驱动系统在机器人和机械设计中很常见，但是手动组装需要大量时间和精力。 XStrings自动化整个制造过程，从而解决了这个问题。用户可以使用特殊软件设计其作品，然后通过3D打印机打印出包含电缆的产品，以便可以立即使用。

Csail实验室的博士后研究员Jiaji Li说，Xstrings可以节省工程师的时间和精力，与手动操作相比，总生产时间减少了40％。这种创新的方法可以帮助任何人使用桌面双材料3D打印机设计和制造电缆驱动产品。

Xstrings后面的团队测试了他们的系统，并打印了各种功能对象，包括像红色蜥蜴一样的步行机器人，孔雀启发的开放式墙壁雕塑以及可以用拳头抓住物体的机器人爪。每个设计都展示了Xstrings的灵活性，并改变了工程师对3D打印可移动对象的看法。

天生为运动

Xstrings允许用户通过定义对象的形状，大小和运动来完全自定义自己的设计。该软件提供了一系列运动选项，包括所谓的“原语”，包括弯曲（例如指卷曲），绕组（例如弹簧拧紧），扭转（例如螺丝旋转）和压缩（例如手风琴折叠）。通过组合多个运动原始图，用户可以创建复杂而现实的运动。例如，玩具蛇可以沿着身体产生一系列曲折，而机器人的爪子可以平行线，使每个手指都独立移动。

该系统还允许设计人员精确控制电缆在物体内的固定位置，包括锚点（电缆固定的位置），螺纹区域（穿过对象的路径）和裸露的拉力点（用户施加力量以激活运动）。这种控制级别意味着Xstring不仅要打印简单的对象，还可以使用户将复杂的设计变为现实。

Xstrings 3D如何打印

下一阶段

为了将这些数字设计带入现实，Xstrings将蓝图发送到熔体沉积建模（FDM）3D打印机，该打印机逐层构造对象。研究人员解释说，在打印过程中，机器在结构上策略性地将电缆和连接器放置在结构上，以确保对象完成后正常工作。

研究人员面临的最大挑战之一是确保电缆可以承受重复使用。为了测试耐用性，他们允许印刷电缆承受超过60,000个动作。他们还对打印条件进行了微调，最终确定了260°C的最佳温度和每秒10-20毫米的速度，以确保设计坚固耐用。最终，一种新型的3D打印物体诞生了，其外观和动作非常自然。

现在，Xstrings证明了它在机器人，艺术和时尚方面的潜力，但其可能性不仅仅是这样。在李的想象中，有一天，即使在高度封闭的环境（例如太空站或外星基地）中，这项技术也可以在外太空的一步中迅速创建电缆驱动的机器人。

此外，团队正在探索扩大技术功能的新方法，例如使用更耐用的电缆和尝试不同的方向。从水平到倾斜的位置，甚至垂直整合在一起。另一种可能性包括开发在外部和内部坚硬的物体，模仿人皮肤和骨骼的结构。

Csail Labs使用Xstrings，朝着全新的方向采用了3D打印技术。通过在打印过程中添加运动元素，团队使3D打印对象不仅存在，还可以移动和交互。无论是自动组装的机器人，根据说明移动的动态雕塑，还是可以根据佩戴者进行调整的自适应服装，将来的应用区域都将是无限的。