Empa的研究人員研發(fā)了一種通過3D打印技術(shù)制造柔軟、富有彈性但功能強大的結(jié)構(gòu)。作為Manufhaptics項目的一環(huán)，團隊的目標之一是打造一種令元宇宙變得有形的VR手套。

Empa功能性聚合物實驗室的一組研究人員正在研究由柔性材料制成的致動器。現(xiàn)在，他們第一次開發(fā)出了一種利用3D打印機生產(chǎn)相關(guān)組件的方法。

介質(zhì)彈性致動器（DEA）由兩種不同的硅基材料組成：導(dǎo)電電極材料和非導(dǎo)電介質(zhì)材料。材料層層疊疊。Empa研究員帕特里克·丹納（Patrick Danner）解釋道，“如果在電極施加電壓，致動器就會像肌肉一樣收縮。當(dāng)電壓斷開時，它則會松弛回原來的位置。

丹納知道，3D打印這樣的結(jié)構(gòu)非常困難。盡管這兩種軟質(zhì)材料的電性能非常不同，但它們在打印過程中的表現(xiàn)應(yīng)該非常相似。它們不應(yīng)該混合，但必須在完成的致動器中保持在一起。

打印的“肌肉”必須盡可能柔軟，這樣電刺激就能引起所需的變形。另外，所有3D打印材料必須滿足的要求是：它們必須可以在壓力下液化，以便從打印機噴嘴中擠出。但在那之后，它們應(yīng)該有足夠的粘性來保持打印的形狀。

丹納指出：“所述特性往往是直接矛盾的。如果你優(yōu)化其中一個，其他三個就會改變……而且通常會變得更糟。”

通過與蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院合作，團隊成功地調(diào)和了一系列相互矛盾的性質(zhì)。Empa開發(fā)的兩種特殊油墨，結(jié)合蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院開發(fā)的噴嘴，幫助他們3D打印出功能性柔性致動器。

作為大型項目Manufhaptics的一環(huán)。團隊的目標之一是打造一種令元宇宙變得有形的VR手套，并幫助模擬物理阻力。

相關(guān)論文：Rapid Manufacturing of High-Permittivity Dielectric Elastomer Actuator Fibers

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/admt.202500190

當(dāng)然，在目標成為現(xiàn)實之前，團隊依然存在一系列的挑戰(zhàn)需要解決。