3D打印正在迅速发展，可以使用的材料范围已经大大扩大。虽然这项技术以前仅限于快速固化的塑料，但现在它也适用于慢固化的塑料。这些具有决定性的优势，因为它们具有增强的弹性性能，更耐用和坚固。
苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)和一家美国初创企业的研究人员开发了一项新技术，使这种聚合物的使用成为可能。因此，研究人员现在可以用各种高质量的材料一次3D打印出复杂、更耐用的机器人。这项新技术还可以很容易地将软、弹性和刚性材料结合起来。研究人员还可以根据需要用它来制造精细的结构和有腔的零件。
恢复到原来状态的物质
利用这项新技术，苏黎世联邦理工学院的研究人员首次成功地一次打印出了由不同聚合物制成的骨骼、韧带和肌腱的机器人手。“到目前为止，我们无法用3D打印中使用的快速固化聚丙烯酸酯来制作这只手，”苏黎世联邦理工学院机器人教授罗伯特·卡茨曼(Robert Katzschmann)小组的博士生、该研究的第一作者托马斯·布克纳(Thomas Buchner)解释说。“我们现在使用的是慢固化的硫代聚合物。它们具有非常好的弹性性能，弯曲后恢复原始状态的速度比聚丙烯酸酯快得多。”这使得噻吩聚合物成为制造机械人手弹性韧带的理想材料。
此外，噻吩的刚度可以很好地微调，以满足软体机器人的要求。“由柔软材料制成的机器人，比如我们开发的手，比传统的金属机器人有优势。因为它们是柔软的，当它们与人类一起工作时，受伤的风险更小，而且它们更适合处理易碎的货物，”卡兹曼解释说。
扫描代替刮痧
3D打印机通常一层一层地生产物体:喷嘴在每个点上以粘性形式沉积给定的材料;然后用紫外线灯立即固化每一层。以前的方法包括在每个固化步骤后刮去表面不规则的设备。这只适用于快速固化的聚丙烯酸酯。硫化缓慢的聚合物，如噻吩和环氧树脂，会把刮板弄脏。
为了适应慢固化聚合物的使用，研究人员进一步开发了3D打印技术，增加了一个3D激光扫描仪，可以立即检查每个打印层的任何表面不规则性。美国麻省理工学院(MIT)教授、该研究的合著者沃伊切赫·马图西克(Wojciech Matusik)解释说:“在打印下一层时，一种反馈机制通过实时计算任何必要的调整来补偿这些不规则性，并精确地打印出材料的数量。”这意味着，在打印下一层材料时，新技术只是将不均匀的部分考虑在内，而不是将不均匀的部分熨平。
麻省理工学院的Inkbit公司负责开发新的印刷技术。苏黎世联邦理工学院的研究人员开发了几个机器人应用程序，并帮助优化了用于慢固化聚合物的打印技术。来自瑞士和美国的研究人员现在在《自然》杂志上联合发表了这项技术和他们的样本应用。
在苏黎世联邦理工学院，Katzschmann的团队将利用这项技术探索更多的可能性，设计更复杂的结构，并开发更多的应用。Inkbit计划利用这项新技术为客户提供3D打印服务，并销售新的打印机。
