Q&A:완전한 기능 시스템의 액체-고체 공동 인쇄

볼더에 있는 콜로라도 대학의 로버트 맥커디(Robert MacCurdy) 교수와 그의 팀은 액체와 고체를 포함한 다양한 재료를 동시에 사용하여 3D 구조를 인쇄하여 개별 구성 요소뿐만 아니라 완전한 기능 시스템을 생성하는 방법을 개발하고 특성화했습니다.

기술 요약: 이 프로젝트를 시작하게 된 계기는 무엇인가요?

로버트 맥커디 교수: 제 배경은 로봇 공학이고 박사 과정을 시작할 때 로봇 설계 및 제작을 자동화할 수 있는 방법에 대해 생각하면서 정말 흥분했습니다. 이것이 여전히 제 작업의 핵심 동기입니다.

제 목표는 인간 디자이너가 새로운 요구 사항에 매우 신속하게 대응하고 매우 빠르게 설계한 다음 이러한 요구 사항에 맞는 로봇을 제작할 수 있도록 하는 도구를 개발하는 것입니다.

기술 요약: 프로세스에 대해 자세히 알려주실 수 있나요?

맥커디: 일반적으로 모든 잉크젯 잉크는 액체로 증착된 다음 열이나 빛에 노출되어 고체로 전환됩니다. 그러나 영구적으로 액체로 유지되는 재료도 포함하면 액체를 지지 재료로 사용할 수 있습니다.

고려 중인 두 가지 재료를 기반으로 세 가지 시나리오가 있습니다. 재료 중 하나가 다른 것보다 더 부력이 있으면 물과 기름처럼 분리됩니다. 두 재료 사이에 표면 장력 차이가 있는 경우, 그렇지 않으면 하부를 통해 떨어지는 상부 액적은 표면 장력에 의해 계면에서 유지됩니다.

그리고 마지막으로 밀도가 틀려도, 표면장력이 틀려도 충분히 빠르게 광중합하여 액체에서 고체로 전이할 수 있다면 액체가 표면에 있는 동안 액체에서 고체로 변하고 그 옆에 다른 방울이 있습니다. , 그들은 또한 광중합합니다. 그러면 잠재적으로 제자리에 고정되고 액체를 통해 계속 가라앉지 않는 물리적 구조를 만들 수 있습니다.

이를 통해 기존 지원 재료로는 청소할 수 없는 나선과 같은 구조를 인쇄할 수 있습니다. 잉크젯 방식은 지지재가 필요하지만 결국 제거해야 합니다.

그러나 기존 지원 재료는 우리 연구실에서 만든 일종의 복잡한 나선형 및 모세관 구조의 채널에서 제거하기가 상당히 어렵습니다. 우리의 방법에서는 지지체 재료의 점도가 매우 낮기 때문에 약간의 유체 흐름으로 모든 채널에서 쉽게 흘러 나옵니다.

고체와 액체를 동시에 인쇄합니다. 따라서 서포트 재료를 씻어내는 즉시 모든 준비가 완료된 것입니다.

기술 요약: 현재 작업 중인 작업이 미래에 무언가를 만드는 데 사용할 수 있는 기본 너트와 볼트의 일종인가요?

맥커디: 맞습니다. 화가의 팔레트에 더 많은 페인트를 추가하고 싶습니다. 그리고 액체는 고체의 다른 색상을 추가하는 것만으로는 반드시 도움이 되지 않는다는 장점을 전달하기 때문에 중요한 것입니다.

우리는 로봇을 주제로 계속해서 만들 수 있는 다양한 종류의 구조를 탐색하고 확장할 것입니다.

이 인터뷰의 편집된 버전은 Tech Briefs의 2022년 6월호에 실렸습니다. .