AI辅助设计使3D打印树脂可拉伸至原长6倍不断裂

韩国研究团队利用人工智能技术开发出一种新型光固化3D打印树脂，该材料在保持与DLP打印机粘度兼容的同时，断裂伸长率突破600%，可拉伸至原长的6倍而不断裂。目前团队已成功使用该树脂打印柔性机械爪及气动执行器，并实现无损抓取鸡蛋及承重1公斤玻璃瓶的测试。

光固化3D打印树脂是增材制造市场的主流工艺之一。现有DLP专用树脂虽能保证良好的成型性与设备稳定性，但在极端力学性能方面存在局限。市场上虽存在具备更高机械强度、阻燃性或生物相容性的光聚合物，但往往因粘度过高或固化特性不匹配而难以在DLP设备上直接打印，限制了其在快速扩张的柔性机器人等领域的应用。

为突破传统“试错法”研发周期长且效率低的瓶颈，研究团队采用三步式人工智能辅助材料设计流程。首先构建实验数据库，对4种基础化学成分进行配比调整，共测试33种配方，刻意包含部分粘度过高的样本以明确系统边界。随后训练预测模型，使算法能够根据化学配方精准预判树脂粘度、固化时间及Zui终物性。Zui后通过优化算法，在易打印性与高弹性之间寻找平衡点。

模型输出结果显示，该AI设计的树脂在维持较高粘度的同时仍完全兼容常规3D打印设备，其断裂伸长率远超当前市售同类产品。在实际性能验证中，团队利用该材料打印了多种结构件，包括可夹持电脑鼠标、鸡蛋及1公斤重玻璃瓶的柔性机械爪，以及多个气动驱动元件。

论文主要作者李承洙（Seungchul Lee）教授表示，该研究证实了将实验数据与人工智能结合，可有效识别以往难以发现的理想材料组合。团队期望此方法能加速开发满足柔性机器人、可穿戴设备及定制化医疗器械等多元领域性能要求的3D打印新材料。相关研究成果已发表于《自然·通讯》期刊。