清華大學采用數字光處理（DLP）3D打印技術開發多功能磁力軟體機器人
2025年4月29日，清華大學的研究人員開發了一種先進的數字光處理（DLP）3D打印技術，該技術能夠一次性制造出由不同材料構成的復合磁性結構。此外，他們還利用這項技術成功設計并打印出一個集硬磁材料和超順磁材料于一體的軟體機器人。
制造二維或三維磁結構的方法多種多樣。然而，傳統工藝如模具輔助成型和紫外光刻受限于模具形狀和材料類型，難以制造復雜磁結構。這些方法通常要求結構成分均勻，使得使用多種材料制造多功能磁結構變得復雜。盡管多步組裝和材料鍵合技術能夠將不同材料組合用于各種應用，但它們在確保制造結構的尺寸范圍和精度方面存在挑戰。
清華大學的汪家道教授提出了先進的數字光處理技術，該技術能夠在單次打印過程中制造出由不同材料組成的復合磁性結構。利用這項技術，汪教授的團隊成功創建了多種復合結構，包括磁性軟硬材料復合體、具有不同磁濃度梯度的復合材料，以及硬磁-超順磁復合材料。
汪教授進一步解釋道，這項研究介紹了磁驅動軟體機器人的一次性多材料3D打印創新概念和技術原理。研究內容涵蓋了打印結構的機械和磁特性，并展示了幾個應用示例。研究團隊還詳細探討了由硬磁和超順磁材料構成的軟體機器人的設計和驗證，重點研究了磁疇分布和超順磁材料的熱效應。他們評估了機器人在表面移動、克服障礙、捕獲和運輸物體，甚至在液體環境中游泳的能力，并通過多物理場耦合仿真分析了它們的游泳姿勢。
清華大學的研究人員指出，解決了強磁性結構與離型膜之間的粘附問題、固化深度減少以及磁性粒子沉降等問題，并通過生物相容性測試后，該技術最終可用于設計能夠將藥物直接輸送到生物組織內傷口部位的膠囊機器人。
本研究得到國家自然科學基金項目（NSFC）資助，項目編號：52275200 和 52205312。
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