西班牙納瓦拉公立大學研究人員開發(fā)出一種使用聲學操作就可組裝物體而無需物理接觸的系統(tǒng)“LeviPrint”。該系統(tǒng)產(chǎn)生的聲場可捕獲小顆粒、膠滴甚至細長的棒狀零件，在它們懸浮時對其進行操縱和重新定向。簡而言之，它是一個使用非接觸式操作制造3D結(jié)構(gòu)的全功能系統(tǒng)。

西班牙納瓦拉公立大學智能城市研究所首席研究員阿西爾·馬佐表示，與零件和機器直接接觸的常規(guī)裝配和制造技術(shù)不同，所謂聲學操縱，用于在裝配過程中保持“零物理接觸”，同時定位和定向零件。

研究人員稱，系統(tǒng)可操作小的、易碎的零件以及液體或粉末，從而使工藝更加通用。機械手不接觸材料也使交叉污染更少。此外，它使利用傳統(tǒng)3D打印無法實現(xiàn)的制造技術(shù)成為可能，例如在現(xiàn)有零件上添加元素或從外部實現(xiàn)封閉容器的內(nèi)部制造。

研究人員之前已實現(xiàn)了小顆粒和液滴的懸浮，但從未成功對細長物體定位和定向。新成果允許使用段、棒或梁來快速、非接觸式地制造堅固、輕質(zhì)和復雜的結(jié)構(gòu)。

此次使用的技術(shù)包括一種用紫外線固化的膠水，系統(tǒng)使用聲學懸浮器來捕獲由注射器分配的膠水滴，液滴懸浮至需添加的下一部分位置。系統(tǒng)拾取一個片段或顆粒，將其放置在與膠水接觸的先前片段的旁邊，并使用紫外線干燥膠水，以便將新部件連接到結(jié)構(gòu)上。

超聲波場也可穿過織物、網(wǎng)眼和其他材料。研究人員通過一個小開口從外部懸浮材料，進而在瓶子內(nèi)建造了一艘船。研究人員指出，如果系統(tǒng)能夠在水性介質(zhì)中運行，那它就可在細胞培養(yǎng)基甚至生物體內(nèi)組裝復雜的結(jié)構(gòu)。

總編輯圈點

在演示中你可以看到，那些微小的零件就像被施了哈利·波特的懸浮咒，“四面不沾”地飄浮在空氣中等待被一點點加工。實際上，它們置身于一個超聲波場中，研究團隊設計的機械臂和液體分配器相結(jié)合的懸浮器，能夠以非接觸方式對小零件進行操作。更值得一提的是，由于此次定位和定向?qū)崿F(xiàn)了前所未有的精確，這個懸浮器能制造出相當復雜的物體。(科技日報記者 張夢然)