新型3D打印机：将羊毛变成毛织物产品种植

新型3D打印机：将羊毛变成毛织物产品

摘要：卡内基梅隆大学（Carnegie Mellon University）和迪斯尼匹兹堡研究院（Disney Research Pittsburgh）开发的一种新型打印机能将羊毛和羊毛混纺纱转变成让人们真正想触摸的织物物品。

柔软和可爱不是用来形容使用当今的3D打印机通常制作的塑料或金属物品的字眼。但卡内基梅隆大学（Carnegie Mellon University）和迪斯尼匹兹堡研究院（Disney Research Pittsburgh）开发的一种新型打印机能将羊毛和羊毛混纺纱转变成让人们真正想触摸的织物物品。

设备看上去介于3D打印机与缝纫机之间，能生产出采用松散毡片的形式制成的3D物品。卡内基梅隆大学人机交互学院的Scott Hudson教授得到迪斯尼研究院的支持进行毡片打印机的研发，研究结果使人联想到手工编织材料。

Hudson先生说：“我看到这种材料用于制造那些紧密相连的东西，我们真正扩展了3D打印材料的范围，并开辟了制造其他新产品的可能。”这些新产品可能包括：服装、丝巾和帽子等配饰，甚至泰迪熊。它也可以用来生产所谓的“软机器人”的零部件，这种机器人是专为触摸或靠近人类而设计的。Hudson先生于4月28日在多伦多举行的针对计算机系统人为因素的CHI会议上讨论了这种毡片打印机。

同其他3D打印机一样，Hudson先生开发的机器也可以由电脑直接设计而制作成品。因此，它可以用于快速原型设计和制作定制产品。

实际上，机器的操作类似于熔融沉积成型（FDM），即低端3D打印机最常用的工艺。在FDM打印机中，熔化的塑料被挤压成一条细线而形成薄层，随后这些薄层叠叠相加，形成所需要的形状，而且层与层之间相互粘合直到塑料冷却。

但是，毡片打印机的打印头输出的是纱线而不是熔化塑料细丝。安装在打印头上的具有倒钩的刺针在纱线之间反复穿插，牵引单一的纤维穿插到下层的纱线中，使纤维缠结并使各层固结在一起。

Hudson先生说打印机还达不到与传统的3D打印机同样的尺寸精度，因为纱线比FDM打印机的塑料叠层厚得多。他提醒道，毡片的强力也不如传统织物，如果将软物体依附于一个硬质物体，可在打印过程中加入一个尼龙网眼织物层，这将起到加固作用以防止材料从连接点处裂开。

Hudson先生展示了连接软、硬材料之间的技术以及用于控制软物体的刚度和与电子元件结合的技术。这些技术还需要一些物件的组合，因为现在的打印机只能生产织物物品，但Hudson先生认为应该可以设计一台既能生产面料又能制造塑料类产品的组合打印机。一些研究人员正在寻找可以用于3D打印的混合材料，这将是现今最有趣的挑战之一。

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责任编辑：陈卿

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