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专门创建的软件将输入的3D模型转换为可以打印的2D图案。然后可以将打印件浸入热水中，自行折叠成最终的3D 物体。图片来源：鸣海浩也/东京大学

科技日报记者?张梦然

据日本东京大学官网最新报道，该校研究人员首次将2D打印、折纸和化学方法相结合，创造了一种实现快速制造3D物体而不会产生任何废料的方法，新方法可使材料几秒钟内即完成自动折叠。

复杂物体的3D打印通常需要很长时间，因为打印过程必须铺设大量的2D层来构建物体。该过程通常会浪费支撑未完成物体所需的大量材料。目前也存在一些使平面材料自折叠成3D形状的新方法，但有耗时长的缺点。科学家希望使用最少数量的材料来缓解这些问题，即通过选择材料中的某些特殊性能，允许它们在适当的条件下，自动折叠成复杂的3D形状。

团队此次发现了使用工具和材料来创建自折叠的对象。从本质上讲，他们制作的其实是带有折纸图案的平板，这些图案非常复杂，即使是熟练的折纸艺术家也需要几个小时才能完成。但是凭借新开发的特殊工艺，几秒钟内材料变身复杂的3D形状。

该技术利用一种特殊的喷墨打印机，将2D折纸设计打印到塑料片的两面，塑料片会因加热而收缩，但它使用的墨水却不会收缩，干燥时可保持柔韧性。这一微妙的“差别”可在一侧或另一侧的墨水部分之间留出间隙，让设计人员可控制纸张的某个部分的折叠方式。

与之前相比，研究团队将输出分辨率提高了1200倍，这意味着他们可以创建的设计不仅具有新颖性，而且还可以用于实际应用，在任何存在紧张的物流或存储情况下发挥巨大作用。

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将2D打印、折纸和化学法结合，充分体现了科学家们融合多领域新旧技术的巧思。简单来说，他们是将现有物体扫描成平面图案，再通过加热时材料基页收缩、油墨则抵抗收缩的特性，找到墨水间的“空隙”进行折叠操作。很棒的一点是，由于预折叠的形状是完全平坦的，因此该技术可以将现实中的物体转换为2D，需要时再回到3D，譬如在灾难重建领域，它可以将某些难以运输的医疗物品折叠送达再释放。

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