Empa用3D打印柔性致动器，助力元宇宙VR手套研发

由柔性材料制成的致动器

（映维网Nweon 2025年03月17日）Empa的研究人员研发了一种通过3D打印技术制造柔软、富有弹性但功能强大的结构。作为Manufhaptics项目的一环，团队的目标之一是打造一种令元宇宙变得有形的VR手套。

Empa功能性聚合物实验室的一组研究人员正在研究由柔性材料制成的致动器。现在，他们第一次开发出了一种利用3D打印机生产相关组件的方法。

介质弹性致动器（DEA）由两种不同的硅基材料组成：导电电极材料和非导电介质材料。材料层层叠叠。Empa研究员帕特里克·丹纳（Patrick Danner）解释道，“如果在电极施加电压，致动器就会像肌肉一样收缩。当电压断开时，它则会松弛回原来的位置。

丹纳知道，3D打印这样的结构非常困难。尽管这两种软质材料的电性能非常不同，但它们在打印过程中的表现应该非常相似。它们不应该混合，但必须在完成的致动器中保持在一起。

打印的“肌肉”必须尽可能柔软，这样电刺激就能引起所需的变形。另外，所有3D打印材料必须满足的要求是：它们必须可以在压力下液化，以便从打印机喷嘴中挤出。但在那之后，它们应该有足够的粘性来保持打印的形状。

丹纳指出：“所述特性往往是直接矛盾的。如果你优化其中一个，其他三个就会改变……而且通常会变得更糟。”

通过与苏黎世联邦理工学院合作，团队成功地调和了一系列相互矛盾的性质。Empa开发的两种特殊油墨，结合苏黎世联邦理工学院开发的喷嘴，帮助他们3D打印出功能性柔性致动器。

作为大型项目Manufhaptics的一环。团队的目标之一是打造一种令元宇宙变得有形的VR手套，并帮助模拟物理阻力。

相关论文：Rapid Manufacturing of High-Permittivity Dielectric Elastomer Actuator Fibers

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/admt.202500190

当然，在目标成为现实之前，团队依然存在一系列的挑战需要解决。