此前，打印派報道過3D打印技術(shù)與折紙技術(shù)的巧妙結(jié)合，以及機器人技術(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)了這一組合的一個案例，它顯示出創(chuàng)造改進的“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)備和材料來實現(xiàn)這一目標。

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。它們在初次制作時具有“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拉伸某些部位的材料來實現(xiàn)的。TU Delft博士、研究員Teunis van Manen說：“拉伸作為記憶儲存在材料內(nèi)部。當加熱時，內(nèi)存被釋放并且材料恢復(fù)到其原始狀態(tài)。二維形狀中長絲的厚度和排列方式的差異導(dǎo)致其轉(zhuǎn)變的時間延遲，這意味著每個部分將在需要時精確地折疊和扭曲。”

新項目的另一個變化是，研究人員使用了一個基本的3D打印機，以及一些最便宜、最方便的材料。他們使用了Ultimaker FDM機器，PLA是他們的首選。該項目的負責(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?！?/span>

為這種創(chuàng)新的3D打印自動折紙設(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)在植入物中的實施。一個平坦的表面可以用特定的納米圖案制作，可以引導(dǎo)細胞生長，研究人員稱之為有啟發(fā)性的表面。這些有啟發(fā)性的表面對干細胞施加作用力，促使它們發(fā)育成特定的細胞。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。

其他應(yīng)用將有可能用于電子和消費品領(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片材以進行自動裝配。Zadpoor說：“形狀轉(zhuǎn)換肯定會把我們現(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