研究人员开发出无需物理接触的系统 新系统使用声学悬浮组装零件

西班牙纳瓦拉公立大学研究人员开发出一种使用声学操作就可组装物体而无需物理接触的系统“LeviPrint”。该系统产生的声场可捕获小颗粒、胶滴甚至细长的棒状零件，在它们悬浮时对其进行操纵和重新定向。简而言之，它是一个使用非接触式操作制造3D结构的全功能系统。

西班牙纳瓦拉公立大学智能城市研究所首席研究员阿西尔·马佐表示，与零件和机器直接接触的常规装配和制造技术不同，所谓声学操纵，用于在装配过程中保持“零物理接触”，同时定位和定向零件。

研究人员称，系统可操作小的、易碎的零件以及液体或粉末，从而使工艺更加通用。机械手不接触材料也使交叉污染更少。此外，它使利用传统3D打印无法实现的制造技术成为可能，例如在现有零件上添加元素或从外部实现封闭容器的内部制造。

研究人员之前已实现了小颗粒和液滴的悬浮，但从未成功对细长物体定位和定向。新成果允许使用段、棒或梁来快速、非接触式地制造坚固、轻质和复杂的结构。

此次使用的技术包括一种用紫外线固化的胶水，系统使用声学悬浮器来捕获由注射器分配的胶水滴，液滴悬浮至需添加的下一部分位置。系统拾取一个片段或颗粒，将其放置在与胶水接触的先前片段的旁边，并使用紫外线干燥胶水，以便将新部件连接到结构上。

超声波场也可穿过织物、网眼和其他材料。研究人员通过一个小开口从外部悬浮材料，进而在瓶子内建造了一艘船。研究人员指出，如果系统能够在水性介质中运行，那它就可在细胞培养基甚至生物体内组装复杂的结构。

总编辑圈点

在演示中你可以看到，那些微小的零件就像被施了哈利·波特的悬浮咒，“四面不沾”地飘浮在空气中等待被一点点加工。实际上，它们置身于一个超声波场中，研究团队设计的机械臂和液体分配器相结合的悬浮器，能够以非接触方式对小零件进行操作。更值得一提的是，由于此次定位和定向实现了前所未有的精确，这个悬浮器能制造出相当复杂的物体。(科技日报记者 张梦然)