Na Harvardzie opracowano sposób otrzymywania zmiennokształtnych struktur przestrzennych o programowalnych właściwościach, uzyskiwanych poprzez kontrolę ułożenia wielomateriałowego filamentu elastomerowego w procesie druku 3D.
Koncepcja opiera się o wykorzystanie splotu dwóch filamentów poprzez obroty głowicy drukującej. Powstaje wiązka, złożona z nitek dwóch materiałów, stanowiących aktywny i pasywny element tak powstałego sztucznego mięśnia. Aktywnym składnikiem jest ciekłokrystaliczny elastomer, ulegający skurczeniu pod wpływem podwyższonej temperatury. Drugi polimer pozostaje sztywny, służąc za pasywny prowadnik. Wzajemne ułożenie splecionych nitek definiuje kierunek odkształceń termicznych – zwijania i rozwijania, gięcia i prostowania. Obrotowa głowica drukująca zapewnia duży zakres kontroli splotu.
Funkcjonalność wynalazku przetestowano na przykładzie drukowanych na płasko struktur lattice, które dzięki odpowiedniej orientacji filamentu, zmieniają wymiary i kształt w dwóch lub trzech wymiarach, w reakcji na wzrost temperatury. Na tej zasadzie możliwe jest wytwarzanie miękkich chwytaków, o kształcie dostosowanym do rodzaju przenoszonego detalu, a także sieci filtracyjnych, o rozstawie ogniw, dostosowywanym za pomocą zmian temperatury do rozmiarów filtrowanych detali.
seas.harvard.edu
