新型多材料3D打印头研制成功

3D打印是生产轻质结构、柔性机器人和灵活电子设备的一次革命，但在打印复杂的多材料整合产品方面还很困难。最近，美国哈佛大学科学家设计了一种新型多材料打印头，能混合并打印浓缩的、有粘弹性的“墨水”材料，在打印过程中能同时控制成分和几何形状。打印头通过一种主动混合、快速切换的喷嘴，在运行中改变材料成分，为全3D打印的可穿戴设备和电子设备铺平了道路。

要打印一个既包含能随膝盖一起运动的柔软材料，又包含坚硬电子元件的设备，理想的3D打印机要能从柔软材料无缝过渡到坚硬材料，将不同电导率、不同电阻的墨水达成电路，并能在各种墨水之间精确切换，而且在执行所有这些任务时不间断——这种在打印产品中整合不同材料和性质的能力，是3D打印的下一个前沿。

这项研究由哈佛大学约翰·波尔森工程与应用科学学院(SEAS)仿生工程教授詹妮弗·刘易斯负责。据研究人员介绍，打印多种材料的基础是混合复杂液体，以往大部分方法是被动的，即让两股液体扩散混合，对高粘度液体，尤其在容积小、时间短的情况下很难奏效。他们设计了一种主动混合多材料打印头，微喷嘴内有一种旋转推进器，能有效混合多种复杂液体。

论文第一作者、哈佛大学韦斯研究所博士后研究员托马斯·奥博说：“实验证明，主动式微流混合器能混合多种材料。”他们据此造出的混合打印头，能打印包含多种材料的三维图案。比如能把弹性硅酮无缝打印到由软区和硬区组成的梯度结构中，这种结构在灵活电子设备、可穿戴设备中有大量应用。还能打印反应性材料，如AB胶(两部分环氧树脂)，当两部分结合时会迅速变硬。此外，还能将导电和电阻墨水按需混合，在3D打印物体中嵌入电路。

电脑配的打印机，一开始是针式——针头隔着色带在白纸上敲出许多点;后来喷墨打印机问世，几种墨盒的颜色可以混出真彩色，终于能作画了。3D打印机刚发明不久，干的活儿还稍显简单;这次研发的新型号就能“绵里藏针”地喷塑出复杂结构了。未来的改进，将让3D打印机真正具备雕刻师和工艺师的本事。

声明：本网站所收集的部分公开资料来源于互联网，转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享，并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网友自主投稿和发布、编辑整理上传，对此类作品本站仅提供交流平台，不为其版权负责。如果您发现网站上所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容，以保证您的权益！联系电话：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。