新加坡技术与设计大学 结构设计说明
混合结构的直接墨水书写
固化结构(每翼面积约90平方厘米，膜厚度约0
7毫米，总臂厚~3
5毫米)
小应变下机翼结构的灵活性和粘结性
大应变下机翼结构的灵活性和粘结性
安装在驱动机构上的机翼
信用:SUTD 在《今日应用材料》发表的一项研究中，新加坡的研究人员开发了最大范围的硅树脂和环氧树脂混合树脂，用于可穿戴设备、生物医学设备和软机器人的3D打印
可调功能梯度材料的范围显示出超过五个数量级的弹性模量，表现出优异的界面韧性、复杂结构中更高的精度和对机电部件集成的更好的制造控制
新加坡技术与设计大学的多学科团队在他们的论文《机械和界面性能可调的硅氧烷/环氧混合树脂用于软机器人的添加剂制造》中强调了软机器人的潜力受限于其坚固性和适用性的问题
" 例如，将印刷电路板(PCB)、传感器、电池、气动配件、电缆和泵等机电元件集成到柔软的复合物体中仍然是一个挑战，而设计复杂性和制造控制受到用于集成的传统模制和铸造方法的阻碍
为了解决这些限制，该团队开发了一系列新颖的聚合物混合物，这些混合物可以表现出从非常软到非常硬的各种机械特性，分别用于软机器人和更容易组装的传统硬机电元件
聚合物混合物显示出优异的韧性和化学相容性，以承受大的应变，并可通过直接墨水书写进行加工，以允许复杂结构的先进数字制造
蝙蝠式复合材料机翼的制造
信用:SUTD 一系列新型硅氧烷-环氧杂化材料由软铂催化弹性体和酸酐固化剂固化的硬环氧树脂制成
选择酸酐而不是通常使用的胺基硬化剂，使得硅氧烷和环氧树脂相之间具有前所未有的化学相容性，并且还能够通过改变其组成来精确调节机械和界面特性
由此产生的混血儿系列显示出超过五个数量级的弹性模量，范围从22千帕到1
7 GPa，这可能是报道的可调功能梯度材料的最大范围
组成相近的复合材料在0
8至3
0千焦·米-2，在软体和各种传统机电元件之间实现稳固的接口
向油墨配方中添加流变改性剂——在本例中为锂皂石纳米粘土——使得复杂三维复合结构的添加制造成为可能(参见图像和视频)
这个新的混血儿家族的优势通过四个主要的例子得到了证明
首先，一个印刷电路板被集成到一个软膜上，可以拉伸超过200%，而不会显示任何界面损伤
第二，手指关节成功地从解剖模型中复制出来，具有骨样、腱样和韧带样结构的牢固整合
然后，详细介绍了轴向变形可调的增强型气动执行器的结构和性能
最后，报道了一种能够支持快速动力学和大弯曲变形的蝙蝠式机翼结构
这些例子中的性能只能通过先进的制造方法来实现，这种方法能够在多种尺度和高分辨率下实现材料的坚固组合，这是传统的铸造或模制方法所不能实现的
“在化学、物理和工程的界面上，从这项工作中得出的发现和理解，代表了对材料工程的重大贡献，尤其是在应用于软机器人技术时
我们先进的制造方法有助于在多种尺度和高分辨率下实现坚固的材料组合，从而为可穿戴设备、医疗保健等一系列关键领域带来新的应用，更具体地说，是软机器人，”来自沙特德士古公司工程产品开发项目的首席研究员助理教授巴勃罗·巴尔迪维娅·阿尔瓦拉多(Pablo Valdivia y Alvarado)表示
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