此前，打印派報(bào)道過3D打印技術(shù)與折紙技術(shù)的巧妙結(jié)合，以及機(jī)器人技術(shù)和其他各種有用的應(yīng)用。德爾福特大學(xué)的研究人員去年率先開創(chuàng)了這一組合的一個(gè)案例，它顯示出創(chuàng)造改進(jìn)的“智能”骨植入物的潛力。最近，同一小組更新了方法，以解決最初項(xiàng)目仍面臨的一些挑戰(zhàn)。現(xiàn)在，他們已經(jīng)將自己的工作帶到日常使用的醫(yī)療市場(chǎng)了，他們已經(jīng)設(shè)法用比以前便宜得多的設(shè)備和材料來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

這些3D打印結(jié)構(gòu)受日本傳統(tǒng)折紙藝術(shù)的啟發(fā)，但其真正的創(chuàng)新在于它們不需要人為干預(yù)來形成特定的形狀。它們?cè)诔醮沃谱鲿r(shí)具有“編程”的形狀轉(zhuǎn)換能力，并且它們能夠根據(jù)它們的打印方式從二維平面物體到三維形狀自卷、自皺、自扭曲和自折疊。結(jié)構(gòu)的最新版本可以順序地執(zhí)行這些排序，在轉(zhuǎn)換之間具有特定的時(shí)間延遲，從而能夠形成更復(fù)雜的形狀。

這種順序編程是通過在打印過程中同時(shí)拉伸某些部位的材料來實(shí)現(xiàn)的。TU Delft博士、研究員Teunis van Manen說：“拉伸作為記憶儲(chǔ)存在材料內(nèi)部。當(dāng)加熱時(shí)，內(nèi)存被釋放并且材料恢復(fù)到其原始狀態(tài)。二維形狀中長(zhǎng)絲的厚度和排列方式的差異導(dǎo)致其轉(zhuǎn)變的時(shí)間延遲，這意味著每個(gè)部分將在需要時(shí)精確地折疊和扭曲?！?/span>

新項(xiàng)目的另一個(gè)變化是，研究人員使用了一個(gè)基本的3D打印機(jī)，以及一些最便宜、最方便的材料。他們使用了Ultimaker FDM機(jī)器，PLA是他們的首選。該項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人Amir Zadpoor說：“每公斤約為17歐元，這是便宜的。然而，我們創(chuàng)造了一些最復(fù)雜的形狀轉(zhuǎn)換。”

為這種創(chuàng)新的3D打印自動(dòng)折紙?jiān)O(shè)想的最重要的應(yīng)用之一是開發(fā)更好的手術(shù)骨植入物。該過程可用于構(gòu)建具有多孔內(nèi)部的植入物，其允許患者自身的干細(xì)胞將其附著到骨植入物的內(nèi)部而不僅僅是表面。這將創(chuàng)建更強(qiáng)大、更持久的植入物。

不僅如此，折紙結(jié)構(gòu)從二維形狀向三維形狀的轉(zhuǎn)變也可以使“智能”技術(shù)在植入物中的實(shí)施。一個(gè)平坦的表面可以用特定的納米圖案制作，可以引導(dǎo)細(xì)胞生長(zhǎng)，研究人員稱之為有啟發(fā)性的表面。這些有啟發(fā)性的表面對(duì)干細(xì)胞施加作用力，促使它們發(fā)育成特定的細(xì)胞。例如，可以使用轉(zhuǎn)換成柱狀的二維表面來刺激骨組織的生長(zhǎng)。

其他應(yīng)用將有可能用于電子和消費(fèi)品領(lǐng)域。折紙技術(shù)允許將打印的2D電子器件更有效地結(jié)合到三維電子產(chǎn)品中，或者將一件扁平包裝家具的最終形狀編程成2D片材以進(jìn)行自動(dòng)裝配。Zadpoor說：“形狀轉(zhuǎn)換肯定會(huì)把我們現(xiàn)有的二維世界變成三維世界。目前，有興趣與我們合作的用戶已經(jīng)聯(lián)系了我們?！?/span>

來源：3D虎