荷蘭瓦赫寧根大學和格羅寧根大學的科學家已經3D打印了一種具有蘑菇狀微觀設計的新型粘合材料。

通過結合使用3D打印和成型方法，該團隊能夠創建一種柔軟的，帶有真菌圖案的粘合劑，該粘合劑能夠附著到其他織物上而不會引起噪音或損壞。通過進一步的研究，該緊固件可以被部署來幫助軟機器人垂直行走，甚至可以被軍方用作隱形的無聲緊固件。

該研究的作者之一評論說：“它可以用于許多用途，例如尿布或軍用無聲緊固件。” “仍然有很多研究要做，但是蘑菇形設計對于軟機械緊固件的效果很好。”

荷蘭研究人員從蘑菇的新型粘合材料設計中汲取了靈感（如圖）。

自然啟發的聯鎖裝置

當近距離觀察時，自然世界具有大量的機械互鎖機構。例如，黃蜂和蜜蜂已經進化成一種自然的系統，可以在它們著陸時將翅膀固定在身體上，并且世界上許多最受歡迎的膠粘劑產品都基于這種有機設計。

VELCRO最初受到種子的啟發，而類似的“ 3M雙鎖”系統已在醫療和紡織領域得到廣泛使用。但是，與許多扣緊材料一樣，它們具有剛性的聯鎖機構，當將它們固定在某些織物上時會留下持久的損壞，從而限制了它們在特定應用中的使用。

盡管近年來已經設計了幾種替代方案，包括帶有杵形鉤的替代方案，但它們的剛度仍然會造成損壞，這仍然是一個嚴重的缺陷。為了克服這些陷阱，荷蘭團隊堅持認為需要一類新的無殘留材料，因此他們選擇開發自己的受真菌影響的粘合劑。

事實證明，與傳統的緊固件相比，科學家的3D打印粘合劑對樣品織物的損害要小。

印刷真菌樣結構

盡管平版印刷術通常用于對軟彈性體進行圖案化，但要創建可互鎖的特征，則需要達到亞毫米級的精度。結果，科學家選擇用SLA 3D從PDMS聚合物中打印粘合劑，一旦成型，這些材料就會表現出200μm的真菌樣特征。

為了評估其設計的有效性，荷蘭小組隨后測量了“密度”為3種尼龍合成纖維織物的不同密度樣品的拉力。結果表明，PDMS在每個區域的性能都優于傳統的3M雙鎖材料，它可以附著在每種織物上，而不會造成任何損壞。

然而，通過視頻分析，科學家后來發現，印刷緊固件實現互鎖所需的壓力比所獲得的抓地力高得多。為了解決這個問題，荷蘭小組推論說，未來的版本可能具有較短的“蘑菇莖”，需要更少的壓縮力才能附著在織物上。

類似地，發現具有較高特征密度的樣品實現了更高的附著力，因為相鄰蘑菇的存在似乎刺激了更大的尼龍滲透。總體而言，科學家的緊固件最大附著力為64mN / cm 2，但是雖然這比以前的研究要低，但他們這樣做并沒有損壞主體材料。

總的來說，團隊認為他們能夠在整個研究過程中積極調整緊固件特性的方法是他們的主要突破。將來的材料迭代可以用作垂直軟機器人的夾具，也可以在最終應用中的農業環境中部署。

研究人員設法以200μm的特征打印材料，但最近微細加工技術的興起使得能夠精確生產更小，更復雜的零件。

例如，微型3D打印專家所制造的系統的制造規模據稱比人發小100倍以上。該公司通過其機器營銷其專有技術，該機器去年更名并推出。

同時，德國制造商雙光子系統制造商將其技術部署為為其3D打印機供電的一種手段。該公司的最新機器能夠制造納米級折射和衍射微光學元件，細節可小至200微米。

微型配送專家在2019年4月獲得了大型龍門式精密3D打印機的專利。如果該產品投入生產，則基于模塊化梁的機器可以配備多個運動控制系統，從而使用戶可以打印更大的尺寸物體的準確性更高。