2026年5月9日，来自麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室 (CSAIL)的研究人员利用 3D 打印技术制作出了一种新型“三面Y型拉链”紧固件，可在柔性状态和刚性状态之间切换结构。这项拉链专利于20 世纪 80 年代被提出，受限于制作技术被搁置了近 40 年，如今重获新生。
相关研究以题为“Y-zipper: 3D PrintingFlexible–Rigid Transition Mechanism for Rapid and Reversible Assembly”的论文发表在4 月份举行的 ACM 人机交互(CHI) 会议《人机交互系统中的人为因素/CHI '26: Proceedings of the 2026CHI Conference on Human Factors in Computing Systems》论文集上。
1985年，创新设计基金会
在《科学美国人》杂志上刊登了一则广告，提供高达1万美元的资金，用于支持服装、家居装饰和纺织品的巧妙原型设计。当时在宝丽来公司担任电气工程师、如今是麻省理工学院教授的威廉·弗里曼（William
Freeman，1992年获得博士学位）看到了这则广告，并提交了一个新颖的想法：一种三面拉链。它不是用来拉裤子的，而是像一个开关，可以无缝地在椅子、帐篷和钱包的软硬状态之间切换，使它们更容易打包和组装。弗里曼的设计图与普通拉链非常相似，只是形状是三角形的。他在拉链的每一侧都钉上了一条皮带，将狭窄的木制“齿”连接在一起。一个环绕装置的滑块可以向上移动，将三条皮带固定到位，使它们拉直成一个三角形管状。他的提案被拒绝了，但弗里曼为他的原型申请了专利，并存放在数据库里，希望有一天能派上用场。
近40年后，麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室（CSAIL）的研究人员希望重启该项目，以制造具有“可调刚度”的物品。此前的调整尝试要么难以逆转，要么需要手动组装，因此CSAIL开发了一款名为“Y型拉链”的自动化设计工具和可调节紧固件。科学家们的软件程序可以帮助用户定制三面拉链，然后使用塑料材料在3D打印机中自动打印出来。这些装置可以安装或嵌入到露营装备、医疗设备、机器人和艺术装置中，从而实现更便捷的组装。研究团队开发了一款自动化设计工具和一种名为“Y型拉链”的3D打印紧固件。软件允许用户指定条带长度、弯曲角度以及四种运动状态（直线、弯曲、卷曲或扭曲）之一，之后系统会使用塑料丝自主打印拉链。这种紧固件可以安装在露营装备、医疗设备、机器人系统和艺术装置上，或嵌入其中。
论文的第一作者、麻省理工学院博士后兼计算机科学与人工智能实验室（CSAIL）研究员李嘉吉说道：“普通的拉链很适合用来闭合像夹克衫这样的平面物体，但弗里曼构思了一种更具动态性的装置。利用现有的制造技术，他的装置可以改造更复杂的物品。我们开发了一种工艺，可以制造出能够快速从柔性状态转变为刚性状态的物体，而且可以确保它们在现实世界中能够正常工作。”
材料测试和制造限制
李和他的同事们虽然看到了Y型拉链的创新潜力，但当时还不清楚它的耐用性如何。它们能经受住日常使用吗？为了找出答案，研究团队进行了一系列压力测试。首先，他们评估了聚乳酸（PLA）和热塑性聚氨酯（TPU）这两种常用于3D打印的塑料的强度和柔韧性。他们使用一台能将Y型拉链向下弯曲的机器，发现PLA可以承受更大的载荷，而TPU则更具柔韧性。在另一项耐久性测试中，Y 型拉链在失效前经历了 18,000 次开合循环，研究团队将此归功于装置的弹性结构将应力分散到几何形状上。李表示，金属等更坚固的材料可以进一步延长新型拉链设计的耐用性，而更大规模的版本在团队目前的3D 打印平台上仍然无法实现。
浙江大学助理教授王冠云表示：“重新构想日常拉链以应对三维形态转变，是动态组装的一种绝妙方法。更重要的是，它有效地弥合了软硬状态之间的鸿沟，提供了一种高度可扩展且创新的制造方法，这将极大地促进未来具身智能的设计。”
来源：南极熊
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