MIT研發(fā)出3D打印液壓裝置方法

寂靜天花板

近日，麻省理工學(xué)院（MIT）的研究人員開發(fā)出了一種新的方法來實(shí)現(xiàn)液壓設(shè)備的3D打印。他們發(fā)表不久的研究論文顯示了如何通過改裝讓一臺(tái)普通的3D打印機(jī)實(shí)現(xiàn)這一目的。
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液壓機(jī)主要靠液體來傳遞壓力，它被廣泛地應(yīng)用在各種機(jī)械系統(tǒng)中，比如汽車制動(dòng)系統(tǒng)和重型起重機(jī)械等。通過使用液壓部件，施加在小區(qū)域里的一個(gè)小小的力可以轉(zhuǎn)變成影響面積很大的大力，這使它們成為非常有價(jià)值的工程工具。

尤其值得一提的是，液壓部件經(jīng)常會(huì)用在機(jī)器人系統(tǒng)中，但是由于液壓系統(tǒng)的復(fù)雜性，使其常常成為與機(jī)器人的其它部分相對(duì)獨(dú)立的一個(gè)系統(tǒng)。這意味著，將一個(gè)液壓部件納入機(jī)器人裝置往往既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，而且還需要定期進(jìn)行維護(hù)。
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如今，MIT的一群研究人員在機(jī)械工程師Robert MacCurdy的帶領(lǐng)下，開發(fā)出了通過3D打印直接將液壓部件整合進(jìn)機(jī)器人裝置的一個(gè)聰明的方法。從而第一次實(shí)現(xiàn)了只需一步即可完成液壓機(jī)械的設(shè)計(jì)和建造。“到現(xiàn)在為止還沒有辦法直接將強(qiáng)大、高性能的力傳動(dòng)元件整合進(jìn)3D打印的部件中。”研究人員解釋說。
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眾所周知，很多高端的3D打印機(jī)往往配備有多個(gè)擠出機(jī)，這使得他們能夠在同一個(gè)打印對(duì)象上同時(shí)使用多種材料。這就意味著，人們通過3D打印可以創(chuàng)建包括多種顏色和材質(zhì)，兼有剛性部分和柔性部分的部件。而MIT的科學(xué)家們?cè)诖嘶A(chǔ)上提出的新概念則涉及到了將一種非固化液體與其他常規(guī)3D打印材料同時(shí)擠出。因此，在打印過程中，常規(guī)3D打印材料將硬化成固體部分，但是上述非固化液體則不會(huì)。
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+ m% u; z% l, V  O6 C% n研究人員稱，這種獨(dú)特的方法有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。但是最重要的就是那種需要填充流體的管道系統(tǒng)可以一次3D打印而成，無需任何進(jìn)一步的裝配。由此制造出的閉合回路是理想的動(dòng)力傳遞系統(tǒng)。
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為了驗(yàn)證這一方法，該研究團(tuán)隊(duì)3D打印出了多種液壓裝置，其中包括一個(gè)功能齒輪泵。這個(gè)3D打印的泵包括了一對(duì)里面嵌有管道的齒輪，當(dāng)它們旋轉(zhuǎn)時(shí)就會(huì)推動(dòng)里面的液體。每個(gè)齒輪上都會(huì)有一組齒，使得液態(tài)被泵送到一個(gè)方向上而不會(huì)回流到其它方向。
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除此之外，MacCurdy和他的同事們還制造出了3D打印的波紋管致動(dòng)器，以及能夠準(zhǔn)確地拾取像雞蛋那樣脆弱對(duì)象的流體致動(dòng)夾具等。
  
7 S8 z& b) k8 X如果您也希望3D打印出自己的液壓裝置，研究人員建議您使用高端的3D打印機(jī)，比如Stratasys公司的Objet260 Connex，這也是MacCurdy他們?cè)谘芯繒r(shí)使用的3D打印機(jī)。更加詳細(xì)的內(nèi)容請(qǐng)參閱研究人員們的論文——《可打印的液壓裝置：通過固體和液體的聯(lián)合3D打印制造機(jī)器人的方法（Printable Hydraulics: A Method for Fabricating Robots by 3D Co-Printing Solids and Liquids）》。

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