此前，打印派报道过3D打印技术与折纸技术的巧妙结合，以及机器人技术和其他各种有用的应用。德尔福特大学的研究人员去年率先开创了这一组合的一个案例，它显示出创造改进的“智能”骨植入物的潜力。最近，同一小组更新了方法，以解决最初项目仍面临的一些挑战。现在，他们已经将自己的工作带到日常使用的医疗市场了，他们已经设法用比以前便宜得多的设备和材料来实现这一目标。

这些3D打印结构受日本传统折纸艺术的启发，但其真正的创新在于它们不需要人为干预来形成特定的形状。它们在初次制作时具有“编程”的形状转换能力，并且它们能够根据它们的打印方式从二维平面物体到三维形状自卷、自皱、自扭曲和自折叠。结构的最新版本可以顺序地执行这些排序，在转换之间具有特定的时间延迟，从而能够形成更复杂的形状。

这种顺序编程是通过在打印过程中同时拉伸某些部位的材料来实现的。TU Delft博士、研究员Teunis van Manen说：“拉伸作为记忆储存在材料内部。当加热时，内存被释放并且材料恢复到其原始状态。二维形状中长丝的厚度和排列方式的差异导致其转变的时间延迟，这意味着每个部分将在需要时精确地折叠和扭曲。”

新项目的另一个变化是，研究人员使用了一个基本的3D打印机，以及一些最便宜、最方便的材料。他们使用了Ultimaker FDM机器，PLA是他们的首选。该项目的负责人Amir Zadpoor说：“每公斤约为17欧元，这是便宜的。然而，我们创造了一些最复杂的形状转换。”

为这种创新的3D打印自动折纸设想的最重要的应用之一是开发更好的手术骨植入物。该过程可用于构建具有多孔内部的植入物，其允许患者自身的干细胞将其附着到骨植入物的内部而不仅仅是表面。这将创建更强大、更持久的植入物。

不仅如此，折纸结构从二维形状向三维形状的转变也可以使“智能”技术在植入物中的实施。一个平坦的表面可以用特定的纳米图案制作，可以引导细胞生长，研究人员称之为有启发性的表面。这些有启发性的表面对干细胞施加作用力，促使它们发育成特定的细胞。例如，可以使用转换成柱状的二维表面来刺激骨组织的生长。

其他应用将有可能用于电子和消费品领域。折纸技术允许将打印的2D电子器件更有效地结合到三维电子产品中，或者将一件扁平包装家具的最终形状编程成2D片材以进行自动装配。Zadpoor说：“形状转换肯定会把我们现有的二维世界变成三维世界。目前，有兴趣与我们合作的用户已经联系了我们。”

来源：3D虎