ساخت انگشت مصنوعی انعطاف پذیر بدون اتصال مکانیکی
تجهیزات جانبی: یک جوهر مبتنی بر الاستومر می تواند به ساخت دستگاه های انعطاف پذیر بدون اتصالات مکانیکی با چاپ سه بعدی کمک نماید.
به گزارش تجهیزات جانبی به نقل از ایسنا، محققان از الاستومرهای دانه ای دوگانه قابل چاپ سه بعدی یا به اختصار DNGE برای چاپ نمونه اولیه یک «انگشت» استفاده کردند که با «استخوان» سفت و سخت و بافت «گوشت» انعطاف پذیر احاطه شده بود.
به نقل از آی ای، پژوهشگران اکول پلی تکنیک فدرال لوزان (EPFL) روشی را کشف کرده اند که بطور بالقوه می تواند حوزه رباتیک پوشیدنی و نرم را تغییر دهد.
ایجاد محصولات رباتیک نرم و سبک یا دستگاه های پوشیدنی بدون به خطر انداختن عملکرد آنها، مدت هاست که یک چالش باقی مانده است. استفاده از مواد سنگین نه فقط به انرژی بیشتری برای جابجایی نیاز دارد، بلکه موجب ایجاد ناراحتی به ویژه در مورد پوشیدنی ها یا پروتزها می شود.
الاستومرها به عنوان یک ماده محبوب برای چنین کاربردهایی ظاهر شده اند. آنها پلیمرهای مصنوعی با طیف وسیعی از خواص مکانیکی هستند. با این وجود، ساخت پلیمرهایی که می توانند به ساختارهای پیچیده سه بعدی با سفتی متغیر تبدیل شوند، تا حالا یک مانع قابل توجه بوده است.
استر امستاد (Esther Amstad)، رییس لابراتوار مواد نرم در دانشکده مهندسی اکول پلی تکنیک فدرال لوزان در این زمینه توضیح داد: الاستومرها بطور معمول به شکلی ریخته می شوند که ترکیب آنها را نمی توان در هر سه بُعد در مقیاس های کوتاه تغییر داد. برای غلبه بر این مشکل، ما DNGE ها را توسعه دادیم که الاستومرهای دانه ای دوگانه قابل چاپ سه بعدی هستند که خواص مکانیکی آنها به میزان بی سابقه ای متغیر است.
ایوا بور (Eva Baur)، یک دانشجوی دکترا از DNGE برای چاپ نمونه اولیه انگشتی بهره برد که با استخوان سفت و سخت احاطه شده بود. این انگشت برای نشان دادن پتانسیل ساخت دستگاه هایی است که به اندازه کافی انعطاف پذیر هستند تا خم شوند و کشش پیدا کنند و در عین حال به اندازه کافی محکم هستند که با آنها اشیا را دستکاری کرد.
شبکه دو برابری، تطبیق پذیری دوبرابری
پژوهشگران دو شبکه الاستومری را مهندسی کردند. ریزذرات الاستومری تولید شده از قطره های امولسیون روغن در آب در محلول پیش ساز قرار می گیرند، در آن جا ترکیبات الاستومری را جذب کرده و متورم می شوند. سپس از ریزذرات متورم شده برای ساخت جوهر قابل چاپ سه بعدی استفاده می شود که برای ایجاد ساختار مورد نظر در یک چاپگر زیستی قرار داده می شود. پیش ساز در ساختار چاپ سه بعدی پلیمریزه می شود و شبکه الاستومری دوم را به وجود می آورد. این شبکه دوم کل شی را سفت و سخت می کند.
در صورتیکه ترکیب شبکه اول سختی سازه را تعیین می کند، شبکه دوم کل جسم را سفت می کند. این دو شبکه را می توان بطور مستقل تنظیم کرد تا تلفیقی از سختی و مقاومت به دست آید.
علاوه بر این، استفاده از الاستومرها بر روی هیدروژل ها که ماده ای است که در روش های پیشرفته استفاده می شود، این مزیت را دارد که ساختارهایی بدون آب و پایدارتر در طول زمان ایجاد شود. برای تکمیل آن، DNGE ها را می توان با بهره گیری از چاپگرهای سه بعدی موجود در بازار چاپ کرد.
فناوری DNGE می تواند در پروتزها و راهنماهای حرکتی برای مساعدت با جراحان استفاده گردد.
برنامه های کاربردی بالقوه و چشم اندازها
توسعه DNGE ها طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی بالقوه را ممکن می کند. یکی از امیدوارکننده ترین کاربردها در حوزه توانبخشی با هدایت حرکتی است. توانایی پشتیبانی از حرکت در یک جهت در صورتیکه آنرا در راستای دیگر محدود می کند، می تواند تحولی در توسعه پروتزها و راهنمای حرکت برای مساعدت با جراحان باشد. علاوه بر این، امکان سنجش حرکات ازراه دور می تواند در مناطقی مانند برداشت محصول به کمک ربات یا اکتشاف زیر آب بسیار باارزش باشد.
جزییات این مطالعه در مجله Advanced Materials انتشار یافته است.
منبع: 93z.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب