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[产品] 3D打印机将电子纤维打印到衣物上的可行性研究

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发表于 2019-4-3 16:20:45 | 显示全部楼层 |阅读模式

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这幅示意图中展示了用于能源管理的智能服装及其性能。插图(i)显示了一个智能网格线图案的输出ISC密度,该图案印在衬衫的腋下袖子上,是手臂运动产生的。插图(ii)是电力系统的整流电路图,插图(iii)显示了智能模式的校正输出ISC密度。

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他们打印的图案可以收获并将电力储存到织物上。使用配有同轴针头的3D打印机,他们在布料上绘制图案、图片和字母,使其能够将运动转化为能量。这一进展出现在3月27日出版的《物质》杂志上,这是一本来自出版商Cell出版社的新材料科学期刊。

清华大学化学系教授张莹莹(音译)说:“他们使用一台装有自制同轴喷嘴的3D打印机直接在纺织品上打印纤维,并证明它可以用于能源管理。提出了一种同轴喷嘴方法,因为单轴喷嘴一次只允许打印一种墨水,因此极大地限制了打印结构的成分多样性和功能设计。”

张和她的同事使用两种墨水制作了他们的第一批3D打印电子纺织品,一种碳纳米管溶液,用于构建纤维的导电芯和用于绝缘护套的蚕丝(尽管其他实验室可以选择调整柔韧性、生物相容性和防水性的材料)。将填充有墨水的注射注射器连接到同轴喷嘴,该同轴喷嘴固定在3D打印机上。这些用于绘制客户设计的模式,例如PRINTING中文是打印,英文单词SILK和鸽子的图片。

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这种方法不同于将电子元件(如LED纤维)手工缝制到织物中的其他组,但这些多步骤过程需要耗费大量的人力和时间。使用3D打印机的优势在于,它可以在一个步骤中为织物构建多种功能。因为喷嘴与现有的3D打印机兼容,并且可以互换部件,因此这种方法既便宜又易于缩放。但是,一个缺点是,打印的分辨率仅限于3D打印机的机械运动精度和喷嘴的尺寸。

张莹莹教授表示:"他们希望这项工作将激励其他人建造其他类型的3D打印机喷嘴,这些喷嘴可以生成具有丰富成分和结构多样性的设计,甚至可以集成多个同轴喷嘴,可以一步生成多功能电子纺织品。长期目标是设计具有前所未有特性的灵活、可穿戴的混合材料和电子产品,同时开发具有集成功能的智能可穿戴系统的实际生产的新技术,例如传感、驱动、通信和等等。”


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