主动混合和切换打印头可实现多维3D打印的可编程控制

研究人员哈佛大学设计和开发了新型多维打印头，能够混合和印刷浓缩的粘弹性油墨，其在3D印刷期间能够同时控制几何形状和组合物。

这种创新的打印头可以帮助电子产品、软机器人和完全3D打印的可穿戴设备的发展。它们利用快速切换和主动混合喷嘴，即使在3D打印机运行时也能改变材料成分，从而实现多材料3D打印。

理想的3D打印机必须具备从打印柔性材料到打印刚性材料的轻松切换能力。在柔性电子产品中，刚性材料将固定电子元件，而柔性材料将在可穿戴应用程序中随人体关节移动。此外，打印机应该能够利用具有不同电阻率和电导率的多种油墨，并使用它们来精确嵌入电路。理想的做法是在不停止打印过程的情况下完成所有这些工作。

3D打印的下一个进步将是在打印物体内部整合不同的属性和材料。欧洲杯足球竞彩

Jennifer A. Lewis，HansjörgWyssssss在Harvard John A. Paulson Engineern of Engineering and Applied Sciences学院（SEAR）和哈佛大学的Wyss生物学启发工程研究所的核心系核心学院的生物学启发教学教欧洲杯线上买球授已经领导了研究。该研究文件已在国家科学院的诉讼程序中公布。欧洲杯线上买球

打印各种各样的材料需要混合复杂的流体。欧洲杯足球竞彩通常，两流流体在一个通道内聚合，在此通道内发生扩散混合。虽然该方法适用于低粘度流体，但它对凝胶和其他高粘度流体无效，特别是在短时间尺度和小体积。

新颖的多国打印头由Lewis设计，与Branco Weiss博士后博士博士博物馆学会一起与Daniele Foresti一起设计;欧洲杯线上买球和Thomas Ober，Wyss Institute的前博士学研究学者。新打印机具有位于微观喷嘴内的旋转叶轮，能够有效地混合不同类型的复杂流体。

被动混合物不保证完美的混合材料，尤其是高度粘稠的油墨。欧洲杯足球竞彩我们开发了一个合理的框架 - 并通过实验验证了它 - 用于设计可混合各种材料的活性微流体混合器。欧洲杯足球竞彩

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基于这种知识，研究小组创建了有源混合打印头，可用于非均质材料的3D图案化。欧洲杯足球竞彩

主动混合技术具有广泛的应用前景。有机硅弹性体可以无缝地打印到具有刚性和柔性区域的结构中。这些结构可能用于软机器人、可穿戴设备和柔性电子应用。该团队还印制了两部分环氧树脂和其他类似的活性材料，当它们结合时，会很快变硬。欧洲杯足球竞彩此外，他们还证明了电阻和导电油墨可以在需要时混合，以便在3D打印物体中嵌入电路。

刘易斯集团最近的工作是增材制造领域的重大进展。通过允许两种高粘性材料在飞行中混合，具有不同力学和功能特性的混合材料系统的前景变得更加现实。欧洲杯足球竞彩在此之前，这只是一个概念。这项工作将为需要集成电气和结构材料的应用奠定基础。欧洲杯足球竞彩

Christopher Spadaccini，工程材料中心主任欧洲杯足球竞彩

刘易斯实验室的研究人员此前设计了一种能够在单个喷嘴内快速切换墨水的打印头。这防止了在开关材料的过程开始或停止时可能发生的任何结构缺陷的形成。欧洲杯足球竞彩

这种喷头设计消除了对齐多个喷嘴以及启动和停止墨水流动的需求。

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“在一起，这些主动混合和切换打印头提供了多维3D打印的重要进步，”刘易斯说。“它们允许人们可以在微尺度下进行可编程控制材料组成和结构，以通过设计开设新的途径。”欧洲杯足球竞彩

能源前沿研究中心的光-材料相互作用在能源转换的支持这项研究。

参考文献

• 印刷轻巧，灵活，功能性欧洲杯足球竞彩