新型结构系统采用声悬浮来组装部件

放大字体  缩小字体 2022-06-30 15:53  浏览次数:

UPNA/NUP researchers develop a ground-breaking system that uses acoustic levitation to assemble parts

LeviPrint是一种利用声波操纵在没有物理接触的情况下组装物体的系统。它产生的声场可以捕获小颗粒、胶滴和细长的棒状元素,这些元素在悬浮时可以被操纵和重新定向。这是一个使用非接触式操作制造3D结构的全功能系统。

它是由来自UPNA/ nap - public University of Navarre Asier Marzo和Iñigo Ezcurdia的研究人员开发的,他们与Rafael Morales (Ultraleap Ltd,英国)和Marco Andrade (São Paulo,巴西)是论文《LeviPrint:使用长形部件的全声捕获非接触制造》的作者。

这项研究将于8月在温哥华(加拿大)的SIGGRAPH大会上展示,这是一个关于计算机图形和交互技术的会议,英伟达、迪士尼研究和Facebook现实实验室等公司将在会上展示他们的工作。

UPNA/NUP智能城市研究所(ISC)的首席研究员和成员Asier Marzo说:“我们设计了一种结合了机械臂和液体分配器的悬浮器,可以制造不接触的复杂物体。”






与部件直接与机器接触的常规装配和制造技术不同,声学操纵在装配过程中无需接触部件就可以定位和定位部件。“我们可以操作小的、易碎的部件,以及液体或粉末,从而使工艺更通用。由于机械手不接触物料,交叉污染少。此外,它还能实现传统3D打印无法实现的制造技术,比如在现有部件上添加元素,或从外部在封闭容器内制造,”该研究的博士生兼首席作者Iñigo Ezcurdia说。

研究人员写道:“小颗粒和液滴的悬浮以前已经实现过,但现有的工作还没有成功地捕捉到位置和方向细长的物体;这项研究允许使用分段、棒或梁来快速、非接触地制造坚固、轻量化和复杂的结构。”

UPNA/NUP researchers develop a ground-breaking system that uses acoustic levitation to assemble parts使用12段创建多维数据集。图片来源:UPNA/ nup -纳瓦拉公立大学

提出的一些技术包括使用一种能在紫外线照射下凝固的胶水。仅用胶水制成的部件也可以制造,但结构通常是用这种胶水将颗粒和细长的部分组装起来。例如,该系统使用声学悬浮器来捕捉注射器喷出的胶滴。液滴被悬浮到下一部分将被添加的位置。该系统拾取一个片段或颗粒,将其放置在与胶水接触的前一个片段或颗粒旁边,并使用紫外线干燥胶水,以便新部分附着在结构上。

  • UPNA/NUP researchers develop a ground-breaking system that uses acoustic levitation to assemble parts结构创建啊只用UV胶。图片来源:UPNA/ nup -纳瓦拉公立大学
  • UPNA/NUP researchers develop a ground-breaking system that uses acoustic levitation to assemble parts由球形粒子创建的结构。图片来源:UPNA/ nup -纳瓦拉公立大学

超声波场可以通过织物、网格等材料。例如,研究人员通过一个小开口让外部的材料悬浮起来,从而在瓶子里建造了一艘船。研究人员说,如果Leviprint适应在水介质中操作,它可以在细胞培养基中组装复杂的结构,甚至可能在生物体内。


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