李振坤:磁控4D打印技术:结构功能一体化拓展机器人部件设计
发布日期:2026-11-10 
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李振坤
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磁控4D打印技术:结构功能一体化拓展机器人部件设计

10月27日,2026北京青年科技沙龙——具身智能与智能材料驱动的未来制造产学研用协同创新会议上,北京交通大学副教授李振坤以《磁控4D打印技术及其在机器人领域的应用》为题作报告,介绍团队从磁性流体研究延伸至可编程材料制造的技术路线,以及相关技术在人形机器人柔性部件和轻量化结构中的概念验证进展。。


01
磁性材料为可编程构件提供基础

李振坤介绍,磁性流体具有磁场响应特性,可用于刚度调节和运动控制。团队研究在增材制造过程中赋予材料预设的磁响应能力,使成型零部件同时承担结构支撑与功能执行任务。相较于仅形成固定几何形态的常规打印件,磁控4D打印构件可实现可控变形、减振及柔性驱动,为机器人关节、软体部件和仿生面部结构提供新的设计方案。

02
轻量化与柔性化需要兼顾材料性能和制造成本

李振坤指出,人形机器人部件设计需要统筹重量、续航、强度和成本。团队尝试通过磁性颗粒定向增强工程塑料,用于轻量化结构件制造;同时探索将磁流变材料与柔性外层结合,形成可调刚度部件。针对机器人面部运动,团队研究柔性驱动结构。相关零部件样机已与企业开展概念验证,材料稳定性、制造效率及批量一致性仍需进一步评估。

03
应用验证推动材料与装备协同改进

报告介绍了团队自研打印设备,以及技术在科技馆展示、教学和企业研发中的应用探索。李振坤认为,材料制备、打印工艺、在线检测和算法应协同设计,单项技术突破不足以直接形成可交付产品。团队正在结合下游企业的具体零部件需求开展联合验证,以检验材料性能和设备工艺在实际应用条件下的适用性。

04
制造重复性是产业化的重要约束

磁控4D打印的工程化涉及磁性颗粒分布、成型过程中的温度与磁场控制,以及构件在反复受力条件下的性能稳定性。团队将材料制备、专用打印工艺与在线检测集成到设备中,目标是提高制造过程的可重复性。对于机器人企业,技术能否形成实际价值,还需综合评价部件重量、性能、生产成本及交付周期。

文章来源:中关村融智特种机器人产业联盟