哈佛大学打印出机器人"肌肉"，3D打印千亿美元市场迎来黄金窗口期
据新一期《先进材料》杂志报道，美国哈佛大学工程师开发出一种旋转多材料3D打印新技术，成功打印出柔性螺旋结构。这种结构可充当机器人的肌肉或其他功能组件，使机器人在充气状态下以可预测的方式完成弯曲和变形动作，为复杂机器人组件的制造提供了一条全新路径。
柔性机器人因采用柔韧且生物兼容的材料，在医疗、工业制造等领域具有广泛的应用前景，但如何精确设计并控制这类机器人以适配特定用途，始终是技术难点。此次哈佛团队的新技术融合了多种3D打印方法，通过单个喷嘴同时挤出多种材料，在机器旋转和重新定向的过程中，按照定制图案完成打印，从而绕过了传统铸件和模具的制造流程。
具体而言，研究人员利用该方法制造了由聚氨酯外壳和一种常见聚合物组成的内通道结构。通过精确控制喷嘴设计、转速和物料流动速率，可对每个内部通道的方向、形状和大小进行编程。外壳固化后，冲洗掉内部填充材料，即可获得带有空心通道的管状结构。这些通道在加压后能够向不同方向弯曲，形成可膨胀、收缩和抓握的柔性装置。
相较于传统方法——将柔性材料铸造到模具中、在表面设计气动通道再封装形成通道——新技术无需模具，仅通过打印和快速编程即可完成定制化制造。为验证这一技术的可行性，研究团队螺旋打印了花朵图案，还制作了一只带有可弯曲关节的五指手掌。这些成果展示了该技术从手术机器人到人体辅助装置等多个领域的应用潜力。
值得关注的是，3D打印技术正处于产业化快速发展阶段。西南证券指出，基于技术迭代与下游应用拓展的双重驱动，3D打印行业正由原型制造加速迈向规模化生产，进入产业成长的黄金窗口期，当前3D打印在各应用领域渗透率仍处低位，在千亿美元市场空间指引下，具备技术卡位、客户绑定与产能先发优势的企业有望深度受益。哈佛大学此次在柔性机器人制造领域取得的技术突破，有望进一步拓宽3D打印在高端制造中的应用边界。
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来源：市场资讯