3D打印存在的“翘曲”问题被用于创建自我折叠物体

廉价的3D打印机通常有一个叫做“翘曲”的问题，在这个问题中，由它们打印的物体在硬化时会卷曲。然而，现在科学家们已经利用“翘曲”的力量来制造扁平物体，当加热时，这些物体会自动折叠成预定的三维形状。

熔融沉积建模(FDM)3D打印机是最便宜的3D打印机，它通过放置熔融热塑性塑料的连续细丝来构建物体。不幸的是，随着塑料的冷却和残余应力的降低，它会相应地收缩和变形。在助理教授李宁的带领下，卡内基梅隆大学的一个研究小组开发了一种叫做热晶片的技术，可以利用这种现象。它使用标准的FDM打印机制作平板，并沉积两种热塑性材料——一种是柔性的，另一种是防翘曲的。

根据用户想要折叠的成品的形状，定制软件可以自动控制弯曲塑料在片材的特定区域中的放置速度，并控制两种塑料在不同位置的沉积顺序。当最终得到的扁平刚性片材被放入热水中，足以软化该对片材(但不足以实际熔化它)，它会在第一批塑料沉积较快的区域扭曲，导致它在这些位置折叠得更多——放置得越快。折叠的方向取决于两种塑料的放置顺序。

卡内基梅隆大学的研究小组得出结论，自折叠平板材料比固体3D产品更快、更便宜、更容易运输。尽管迄今为止所创造的物体相对较小，但该团队认为，这项技术可以很容易地扩展到制造扁平包装的产品，这些产品只需用热风枪“组装”即可。

“我们相信，通用算法和现有的材料系统应该能够让我们最终制造出大型、强大的自动折叠物体，比如椅子、船只，甚至卫星。”实习生顾建哲说。