Светодиодный проектор при создании самоскладывающихся трехмерных оригами

Светодиодный проектор при создании самоскладывающихся трехмерных оригами

Светодиодный проектор при создании самоскладывающихся трехмерных оригами

02 мая
Покажи другу:

Исследователи из Технологического института Джорджии и Пекинского университета опубликовали статью об исследовании под названием «Оригами посредством технологии фронтальной фотополимеризации» (Origami by frontal photopolymerization) в журнале Science Advances. Исследование проводилось при поддержке Национального научного фонда (NSF), китайского стипендиального совета и управления научных исследований военно-воздушных сил (AFOSR).

При процессе, разработанном группой, на тонком слое жидкого акрилатного полимера, расположенного между двумя стеклянными поверхностями, проектируется полутоновый рисунок как с темными, так и со светлыми очертаниями. В течение десятилетий ученые экспериментировали с сотнями различных типов полимеров, которые особым образом реагируют на свет: некоторые материалы затвердевают, другие же разлагаются при контакте с видимым или ультрафиолетовым освещением. В новом исследовании материал образует твердую пленку толщиной около 200 микронов, когда материал фотоинициатора, смешиваемый с полимером, подвергается влиянию света, излучаемого светодиодным проектором на протяжении 5-10 секунд, что приводит к взаимной реакции. Свет от проектора регулируется красителем, содержащимся в полимере.

«Основной принцип работы нашего метода – применения существующего явления усадки для сокращения объема в процессе фотополимеризации. При особом ее типе, фронтальной фотополимеризации, жидкая смола непрерывно отверждается от стороны, подверженной облучению светом, до внутренней стороны. Это создает неоднородное поле напряжений, которое заставляет пленке сгибаться вдоль направления светового пучка», - объяснил Джерри Ци, профессор из Технологического института Джорджии. «Области, которые освещаются, затвердевают, а остальные части рисунка остаются жидкими, и затем структура может быть удалена из жидкого полимера. Технология довольна проста».

Самосгибание происходит тогда, когда пленка удаляется из исходного жидкого полимера: неравномерная усадка создает в пленке напряжение, которое и приводит к сгибанию. Исследователи выяснили, что, направляя поток свет с двух сторон, они могут создавать сложные структуры оригами размером в пару сантиметром. Для изготовления фигур, которые сгибаются в обоих направлениях, узорная пленка просто переворачивается, чтобы создает единую структуру как на второй стороне, так и на первой.

«Мы разработали два типа процессов. В первом случае, можно просто придать световой узор слою жидкой смолы, а затем получить структуру оригами», делиться Занг Чжао, докторант Пекинского университета. «Во втором, может понадобиться перевернуть слой и направить свет на второй узор. Такой процесс дает гораздо более широкую свободу творчеству».

«Для осуществления самосгибания требуются относительно тонкие пленки. Этот процесс может быть невозможен при использовании в больших структурах. Мы разработали простой подход для складывания тонкого листа полимера в сложные объемные структуры оригами. Наш подход не ограничивается конкретными материалами», заявил профессор Ци

Источник: https://3dprint.com/172900/self-folding-3d-origami-structures





Комментарии (0)


Чтобы оставить комментарий вам необходимо авторизоваться


количество
пользователей

2394

количество
работ

4844