谷歌使用3D打印技術制造可穿戴電子傳感器"Jacquard "

南極熊導讀：3D打印在產品原型設計中的作用已經毋庸置疑，谷歌在開發(fā)可穿戴電子設備的時候，也用到了這項技術，充分發(fā)揮出設計師的創(chuàng)作才能。

2021年1月29日，南極熊獲悉，谷歌先進技術與項目部（ATAP）利用Stratasys的PolyJet快速成型技術，為 "Jacquard "可穿戴電子傳感器進行原型設計。

這種3D打印的標簽可以貼在日常服裝物品上，賦予了運動感應功能，并使佩戴者能夠通過某些手勢控制手機。通過采用Stratasys公司的J8系統(tǒng)，ATAP團隊現(xiàn)在已經能夠快速完成設備的原型設計，并部署在交互式 "游戲運動鞋 "和 "智能背包 "等產品內部。

ATAP的技術項目經理和實驗室負責人Bryan Allen說："打印機真的趕上了設計師對設計和材料的思考方式，未來的到來比我們想象的要快得多�！�

△谷歌的ATAP團隊使用Stratasys的3D打印技術對Jacquard設備進行了多次迭代原型設計（如圖），圖片來自Stratasys

谷歌的時尚織物

在過去的五年里，谷歌已經穩(wěn)步實現(xiàn)了Jacquard平臺的商業(yè)化，目前的產品包括集成傳感器的Levi夾克和阿迪達斯鞋墊等產品。這些可穿戴設備都包含一個微小的嵌入式標簽，為用戶提供了對各種數字設備的交互式控制，而不需要拿著它們。

在佩戴支持Jacquard的設備時，用戶只需簡單地滑動或點擊，就可以進行暫停音樂、拍照甚至接聽電話等操作。傳感器本身也很小巧靈活，這意味著谷歌幾乎可以把它整合到任何織物中，但合并過程可能很復雜，往往需要多種技術來組裝。

對Allen來說，這就是谷歌選擇采用Stratasys技術的原因，既能簡化流程，又能獲得特定應用的好處。Allen解釋說："我們的團隊真的在尋找解決方案，我們一直在尋找和探索新技術，但最重要的是應用驅動的創(chuàng)新。"

制造提花設備

在由谷歌工程總監(jiān)Ivan Poupyrev領導的Jacquard設計過程中，ATAP團隊發(fā)現(xiàn)Stratasys的J8機器提供了很好的靈活性。例如，利用打印機的Pantone（潘通）匹配系統(tǒng)，工程師們能夠制造出能有效反映主機材料的木材或皮革紋理的傳感器。

采用J8還使團隊能夠快速生產出反映最終產品品質的原型，同時將交貨時間從三周縮短到僅一天。據Allen介紹，利用3D打印來迭代提花，有效地"為團隊的設計贏得了探索和優(yōu)化解決方案的時間"。

在Jacquard的研發(fā)中成功使用了Stratasys公司的KeyShot 3D建模軟件的測試版后，ATAP團隊現(xiàn)在打算在未來的迭代中使用其他解決方案，如數字解剖系統(tǒng)。由于這臺機器經常被用來制造人體解剖復制品，工程師們希望它也能善于生產身體部位的可穿戴設備。

什么是PolyJet技術

聚合物噴射（PolyJet，PJ）技術是由以色列Objet公司（于2012年并入Stratasys公司）在2000年初推出的專利技術。PolyJet打印技術與傳統(tǒng)的噴墨打印機類似，由噴頭將微滴光敏樹脂噴在打印底部上，再用紫外光層層固化。

△聚合物噴射（PolyJet）技術成型原理

上圖為PolyJet聚合物噴射系統(tǒng)結構，其成型原理跟SLA、DLP一樣，由光敏樹脂在紫外光照射下固化。具體打印流程：

①  噴頭沿X/Y軸方向運動，光敏樹脂噴射在工作臺上，同時UV紫外光燈沿著噴頭運動方向發(fā)射紫外光對工作臺上的光敏樹脂進行固化，完成一層打��；

②  之后工作臺沿Z軸下降一個層厚，裝置重復上述過程，完成下一層的打印；

③  重復前述過程，直至工件打印完成。

④  去除支撐結構。

△PolyJet打印機內部構造

對比SLA打印技術，其使用的激光光斑在0.06-0.10毫米，打印精度遠高于SLA。PolyJet可以使用多噴頭，在打印光敏樹脂的同時，可以使用水溶性或熱熔型支撐材料。而SLA/DLP的打印材料與支撐材料來源于同一種光敏樹脂，所以去除支撐時容易損壞打印件。

由于可以使用多噴頭，可以實現(xiàn)不同顏色和不同材料的打印。

編譯自：3dprintingindustry