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超柔软3D打印智能服装
2022-05-19 20:56:17
 近年来，社会各界对3D打印技术的关注点由产品不断的转向打印材料方面。随着3D建模服务领域的不断开发，3D模型设计的作品层出不穷，对耗材种类和自身性能的要求也不断增大，现有的传统PLA、光敏树脂等耗材已无法满足3D建模服务的需求。因此，开发新型的3D打印材料成为现在3D打印技术的重要力量。在3D打印的建模服务中，柔性材料凭借它的突出功能近年来越来越被人们青睐。

一、什么是智能服饰
 
     服装被视为人类社会活动之首，目前人类已不单单是追求服装的美观与舒适，更是讲究穿着的舒适与个性的表达，这对服装产业提出了新的挑战。而将传统服装与智能科技结合制作的“智能服装”因具有传统服装难以比拟的优势而拥有不可限量的市场前景，相关产业的爆发指日可待。     所谓的智能服装是指将传感技术、微电子技术和信息技术引入人们日常穿着的服装中，包括能量采集、智能传感、信息显示以及数据传输等模块，从而实现信息采集、数据存储、移动计算、个性展示等诸多功能。

二、柔性3D打印技术展示   

      功能性3D打印技术因其独特的制备工艺和产品特性，可以实现服装与电子器件的完美结合，在帮助智能服装实现特定功能的同时给人们提供最舒适便捷的穿着体验，从而彻底颠覆消费者对传统服装的认知。3D打印技术可以将各种不同功能的高性能材料，通过打印的方式融入衣物和配饰，构建智能服装中的核心部件。依据技术类型，智能服装中的智能模块主要包括新型的显示设备、高性能的传感设计技术、安全有效的数据传输技术等。
  
1.柔性显示
 
     相比于传统的显示，柔性显示具有轻薄、可弯曲、可折叠、便携式、易于设计等优势，在智能服装领域具有革命性的应用前景，如个人数字助手、可穿着计算机以及其他可穿戴设备，或者是消防、运动等领域上的信息警示。同时，在时尚服装领域，柔性显示还可以为设计师开拓了新的前沿领域。日前，美国明尼苏达大学双城分校的研究人员发表在《科学进展》上的一项研究指出，他们制造出了首个利用3D打印技术的柔性OLED显示屏，这将有望大大降低OLED显示屏的成本。由于OLED显示屏不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、使用温度范围广、构造及制程较简单等特点，正广泛用于各类电子产品中。

 
 
2.3D打印三指柔性机械手
 
     美国加州大学和马里兰大学研究人员联合研发了一型3D打印三指柔性机械手，通过调节响应气压快速实现每根手指的单独运动。传统电子机械手需单独的控制线路才能实现手指的单独运动，整体设备相对笨重、耗能、繁琐且成本高。研究人员研制出一种3D打印机械手，并通过调节气压实现了手指的单独运动。
首先，以柔性光聚合物材料、刚性光塑材料、水溶性支撑材料为原材料，采用PolyJet喷墨3D打印技术，制造出包含集成流体回路的柔性机械手。随后，连接机械手手与压缩机，通过橡胶软管泵入空气。最后，在三个手指关节处安装流体晶体管，可按需打开对应的集成流体回路，让空气流入相应的机械手指，响应低、中、高三档气压。当空气流入手指时，手指可收缩并指向下方；当空气被完全阻断时，手指会抬起至中立位置。研究表明，该机械手指具备灵活、操作简便等优点，能够响应非周期性流体输入，完成抓取复杂外形物体、实时操作游戏手柄等任务。
 
3.柔性传感器

     智能服装中的重要组成部分是功能繁多的柔性传感器，它们可以用于测量与人体各种生理特征相关的物理化学参数和测量人体的各种运动状态。它们还可以测量与周围环境相关的参数，如位置坐标、温度、湿度和大气压等。这些功能和形态各异的柔性传感器为解决健康、医疗、运动、工业和军事等领域的传感测量问题提供了重要工具。
      柔性传感器的另一大使用场景则是作为交互媒介，人们可以通过智能服装控制手机、电脑、家电设备等等。相比于手环、手表等人机交互载体，衣服的用户黏性更强，穿着体验更丰富。例如，集成有运动跟踪传感器和触觉压力传感器的智能服装将能够实现手势识别和触觉反馈，这彻底改变了电影、动画、艺术、运动和视频游戏产业。它们以可穿戴纺织物或联合传感器的形式出现，使计算机更能与现实和人类互动，能够创造自己的世界。而这将大大促进智能服装行业的发展。