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　　开采一种大略、不受时代局部且能扶助众质料打印的一体化软体机械人筑制手段不停以还是一个寻事。华南理工大学吴贤铭智能工程学院钟勇课题组撮合邦外里团队，提出了一种新型硅橡胶软体机械人的筑制战术，可完毕高度集成，可将坐褥周期从数天缩短到数小时，比拟古代的众步调手段具有明显上风。

　　软体机械人具有优越的呆板适合性，正在众种非组织化处境中发现出杰出的安闲性和浩大的潜力。室温硫化硅橡胶（RTV硅橡胶）因高弹性、热太平性、生物相容性及易加工性，已寻常行使于软体机械人和柔性传感器。然而，模具锻制行动目前要紧的筑制手段，对付具有繁复内部几何组织的组件（如气动实践器），需求分众个片面锻制并举办后续拼装，这一进程既耗时又本钱昂扬。

　　3D打印技能的繁荣极大地简化了软体机械人的筑制流程。目前，直接墨水书写（DIW）是打印RTV硅橡胶最常用的手段，通过逐层挤出粘弹性墨水来成型。然则，低粘度和长固化时代使得硅橡胶正在重力效力下易于变形和塌陷，所以需求对打印质料的流变性举办正确调剂。打印具有大倾斜角（大于45°）和漫空间跨度的繁复空间组织依然较为贫苦。行动对DIW的一种厘正，嵌入式3D打印（EMB3D）技能通过正在凝胶状支柱基质中挤出打印质料，完毕软质料的三维自正在成型。正在操纵EMB3D技能打印硅橡胶时，时时需正在质料中增加缓固剂或操纵双组分硅橡胶，以便正在挤出进取行搀杂，从而延迟打印时代。开采一种大略、不受时代局部且能扶助众质料打印的一体化软体机械人筑制手段还是是一个寻事。

　　本查究基于EMB3D打印技能，提出了一种新型硅橡胶软体机械人的筑制战术。相较于古代的预固化硅橡胶油墨，该战术更始性区域别了铂催化剂与基胶（乙烯基硅氧烷）和交联剂（含氢硅氧烷）。操纵稀释铂催化剂行动打印油墨，无催化剂的硅油（由基胶和交联剂构成）行动支柱基质（图1）。此手段容许无时代局部地举办打印，有助于筑制大型功效部件。通过将催化剂油墨替代为导电油墨，可能给予软体机械人部件传感功效。本查究操纵掺杂众壁碳纳米管（MWCNTs）的硅油行动导电油墨，告捷筑制了应变传感器（图2）。

　　为了完毕优异的打印质地，查究团队对支柱基质的流变性和打印工艺参数举办了查究。正在硅油中插足差别含量的气相二氧化硅来调动约变性AG九游会官方网站。通过流变学测试和打印模子尺寸差错领悟，得出气相二氧化硅的最佳含量为4 wt%（图3）。对质料挤出率、打印速率、层高、线宽等打印工艺参数举办优化，正在确保打印道途无间隙协调的前提下，完毕最优的打印质地。值得贯注的是，这种打印手段的油墨挤出率仅需求4%，最终打印的成型体积与油墨的打发体积之比为25。

　　打印的硅橡胶质料呆板功能可能通过调剂支柱基质中各质料的比例举办调动。最高可能抵达287.5%的断裂伸长率和1.277MPa的弹性模量。查究验证了正在差别打印偏向上，质料的呆板功能具有优异的相似性（图4）。

　　基于本文提出的众质料EMB3D打印技能，查究团队计划并筑制了一种具有传感功效的柔性鱼尾，该鱼尾正在两侧嵌入了两个应变传感器。正在鱼尾摆动进程中，因为质料的伸长和压缩，传感器的电阻值爆发了蜕化。此应器械有效于欠驱动仿朝气器鱼的闭环反应掌握的潜力（图5）。

　　为了进一步出现所提出的筑制战术的本事，查究团队计划并筑制了一种集成应变传感器的气动仿新手。手指的计划基于气动搜集实践器（pneu-net actuator）。三个应变传感器散布正在拇指、食指和中指上。总打印时代约为25.6小时，通盘仿新手重量为235克，仅操纵了8.4毫升催化剂墨水。将筑制的仿新手集成正在呆板臂上，不妨完毕安闲的人机交互及对差别尺寸样式物体的抓取。抓握进程中手指传感器电阻的蜕化进一步出现了仿新手的本体感知本事（图6）。

　　无论是实心填充组织（鱼尾）仍然具有内部腔室的繁复组织（气动仿新手），都可能与功效性墨水无缝集成，并通过本文提出的众质料EMB3D打印战术直接筑制，完毕高度集成。通过明显简化软体机械人计划和筑制进程，这种集成筑制战术可能将坐褥周期从数天缩短到数小时，比拟古代的众步调手段具有明显上风。

　　该劳绩颁发正在期刊《Additive Manufacturing》上，华南理工大学吴贤铭智能工程学院为第一单元，查究生李怡欣等为第一作家。