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無(wú)需物理接觸,新系統使用聲學(xué)懸浮組裝零件

2022-06-30 11:58:57
來(lái)源:科技日報 作者:張夢(mèng)然 評論:0

  西班牙納瓦拉公立大學(xué)研究人員開(kāi)發(fā)出一種使用聲學(xué)操作就可組裝物體而無(wú)需物理接觸的系統“LeviPrint”。該系統產(chǎn)生的聲場(chǎng)可捕獲小顆粒、膠滴甚至細長(cháng)的棒狀零件,在它們懸浮時(shí)對其進(jìn)行操縱和重新定向。簡(jiǎn)而言之,它是一個(gè)使用非接觸式操作制造3D結構的全功能系統。

  西班牙納瓦拉公立大學(xué)智能城市研究所首席研究員阿西爾·馬佐表示,與零件和機器直接接觸的常規裝配和制造技術(shù)不同,所謂聲學(xué)操縱,用于在裝配過(guò)程中保持“零物理接觸”,同時(shí)定位和定向零件。

  研究人員稱(chēng),系統可操作小的、易碎的零件以及液體或粉末,從而使工藝更加通用。機械手不接觸材料也使交叉污染更少。此外,它使利用傳統3D打印無(wú)法實(shí)現的制造技術(shù)成為可能,例如在現有零件上添加元素或從外部實(shí)現封閉容器的內部制造。

  研究人員之前已實(shí)現了小顆粒和液滴的懸浮,但從未成功對細長(cháng)物體定位和定向。新成果允許使用段、棒或梁來(lái)快速、非接觸式地制造堅固、輕質(zhì)和復雜的結構。

  此次使用的技術(shù)包括一種用紫外線(xiàn)固化的膠水,系統使用聲學(xué)懸浮器來(lái)捕獲由注射器分配的膠水滴,液滴懸浮至需添加的下一部分位置。系統拾取一個(gè)片段或顆粒,將其放置在與膠水接觸的先前片段的旁邊,并使用紫外線(xiàn)干燥膠水,以便將新部件連接到結構上。

  超聲波場(chǎng)也可穿過(guò)織物、網(wǎng)眼和其他材料。研究人員通過(guò)一個(gè)小開(kāi)口從外部懸浮材料,進(jìn)而在瓶子內建造了一艘船。研究人員指出,如果系統能夠在水性介質(zhì)中運行,那它就可在細胞培養基甚至生物體內組裝復雜的結構。

  總編輯圈點(diǎn)

  在演示中你可以看到,那些微小的零件就像被施了哈利·波特的懸浮咒,“四面不沾”地飄浮在空氣中等待被一點(diǎn)點(diǎn)加工。實(shí)際上,它們置身于一個(gè)超聲波場(chǎng)中,研究團隊設計的機械臂和液體分配器相結合的懸浮器,能夠以非接觸方式對小零件進(jìn)行操作。更值得一提的是,由于此次定位和定向實(shí)現了前所未有的精確,這個(gè)懸浮器能制造出相當復雜的物體。

(責任編輯:韓夢(mèng)晨)

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