3D打印是生產輕質結構、柔性機器人和靈活電子設備的一次革命,但在打印復雜的多材料整合產品方面還很困難。最近,美國哈佛大學科學家設計了一種新型多材料打印頭,能混合并打印濃縮的、有粘彈性的“墨水”材料,在打印過程中能同時控制成分和幾何形狀。打印頭通過一種主動混合、快速切換的噴嘴,在運行中改變材料成分,為全3D打印的可穿戴設備和電子設備鋪平了道路。
帶有旋轉推進器的主動混合打印頭噴嘴,每種液體經不同入口進入狹小的混合室,在旋轉葉作用下瞬間混合。
要打印一個既包含能隨膝蓋一起運動的柔軟材料,又包含堅硬電子元件的設備,理想的3D打印機要能從柔軟材料無縫過渡到堅硬材料,將不同電導率、不同電阻的墨水達成電路,并能在各種墨水之間精確切換,而且在執行所有這些任務時不間斷——這種在打印產品中整合不同材料和性質的能力,是3D打印的下一個前沿。這項研究由哈佛大學約翰·波爾森工程與應用科學學院(SEAS)仿生工程教授詹妮弗·劉易斯負責。據研究人員介紹,打印多種材料的基礎是混合復雜液體,以往大部分方法是被動的,即讓兩股液體擴散混合, 對高粘度液體,尤其在容積小、時間短的情況下很難奏效。他們設計了一種主動混合多材料打印頭,微噴嘴內有一種旋轉推進器,能有效混合多種復雜液體。
論文第一作者、哈佛大學韋斯研究所博士后研究員托馬斯·奧博說:“實驗證明,