纺织品的广泛使用及其与人体的密切接触使功能性织物成为可穿戴设备的一种有吸引力的技术。在创造可穿戴技术时，纤维具有多种优势，因为它们具有灵活性、可扩展性以及与现有纺织品生产技术的兼容性。基于纤维的致动器、传感器、储能和能量收集设备展示了该领域的进展以及这种形式带来的好处。

重大挑战 可穿戴和便携式方式产生的流体动力

流体驱动是软机器人的基础，软机器人是可穿戴技术的关键轴。但是，许多基于液体的可穿戴辅助技术需要一个大而嘈杂的泵，将其整合到衣服里是不现实的。所以当可穿戴设备需要被拴在无法穿戴的泵上时，便成了一个看似不可调和的矛盾体。

为了解决以上挑战，瑞士洛桑联邦理工学院的专家学者共同报告了一种可拉伸纤维形式的流体泵。流体泵的压力源可以直接集成到纺织品中，从而实现不受束缚的可穿戴流体。其相关科研成果以“Fiber pumps for wearable fluidic systems”为题发表在最新一期的《Science》上。

在这项研究中，科研团队使用Raise3D复志科技的E2 FFF/FDM 3D打印设备创建了纤维流体泵。

据介绍，此次研究引进了Raise3D复志科技的FFF/FDM 3D打印机—E2，纤维流体泵的加工过程，看上去非常简单，但功能实现却着实不简单。作为一种柔性且可拉伸的管子，该纤维流体泵的直径是毫米级别的，可以在没有任何部件移动或振动的情况下产生连续的流体流动。

实现聚氨酯挤出 让3D打印更添柔性

为了满足实际应用的要求，可穿戴储能器件必须在不同的形变（如拉伸、弯曲、扭曲和折叠）条件下保持优秀的机械性及稳定性。而3D打印技术作为一种新兴的增材制造技术，可以快速准确的构建多种复杂的结构，为各种器件提供定制化服务，极大程度上满足可穿戴储能器件在尺寸、结构、性能以及一体化集成的要求。由于其高拉伸性和出色的回弹力，聚氨酯(polyurethane, PU)弹性体被广泛用于各种3D打印技术中。

聚氨酯中的化学结构与聚酰胺、聚酯、聚丙烯腈和弹性纤维中的化学结构非常相似，导致形成氢键，与有机硅相比，材料与合成纤维的粘合效果明显更好。此外，聚氨酯可以很好地润湿纤维而不会穿透，使纺织品非常耐用。

E2 3D打印机助力多样化的科研需求

以上可穿戴设备纤维流体泵的研究工作，将新颖的设计和前沿的3D打印技术结合起来，引入的Raise3D E2搭载IDEX独立双喷头，支持同时打印、双色打印，双色打印交替进行互不干扰。

IDEX独立双喷头系统还能实现不同材料组合打印：硬料与软料、低温耗材与高温耗材、水溶性与不可溶耗材等，大大拓展了3D打印机的应用领域。得益于IDEX独立双喷头的特殊设计，在打印TPU、TPE、PVA、等软性耗材时，缩短材料受热承力长度，进一步提高打印软性耗材的速度。

Raise3D E2的默认喷嘴直径为0.4mm，可替换为0.2、0.6、0.8和1.0mm，根据打印尺寸和精度需求，选择合适的喷嘴，更换便捷。目前为止，E2可使用以下耗材:PLA / ABS / HIPS / PC / TPU / TPE / NYLON / PETG / ASA / PP / PVA/ 玻纤增强 / 碳纤增强/ 金属填充 / 木质填充，最高温度可达300℃。将大打印空间与实现镜像打印和复制打印等打印模式的独立双喷头(IDEX)技术相结合；Raise3D E2是大幅优化投入产出比的工具。

IDEX独立双喷头系统还能实现不同材料组合打印：硬料与软料、低温耗材与高温耗材、水溶性与不可溶耗材等，大大拓展了3D打印机的应用领域。

将纤维流体泵应用于新型可穿戴技术中，无疑是令人兴奋的，3D打印技术必将在可穿戴设备的生产上扮演重要的角色。但是，其应用前景远非仅限于此。据科研学者介绍，流体泵可以让在极端温度环境或治疗环境中工作的人通过衣服循环冷热液体，以帮助控制炎症；对于那些希望优化运动表现的人来说，也是巨大的福音。

▲使用纤维流体泵进行热管理

来源：Raise3D