近日，伦敦帝国学院和英国国防科学技术实验室进行了一项合作研究，其成果是一种多材料3D打印机。该研究已经发表在《3D打印和增材制造》杂志上，文章名为《介绍一种可沉积低熔点合金、弹性体和紫外线固化树脂的多材料打印机》。

该3D打印机能处理三种不同材料，允许开放实验低熔点合金、可3D打印的弹性体以及树脂。它被设计为商业化的多材料3D打印机（如Stratasys Connex系列）的一个便宜替代品。科学家们说，3D打印机的高价格会阻碍人们对新材料（如焊接合金和陶瓷）的实验。

从左到右分别是：室温打印头、连续喷嘴、加热打印头

融合直接金属写入与喷射技术

这种定制的3D打印机配备有一个三打印头系统，一个喷射头在室温下喷射墨水，一个连续喷嘴沉积和固化树脂和一个最终的加热喷射头。

通过制造出一种局部共振超材料（LRM），这种定制3D打印机证明了自己的能力。LRM能减少不必要的噪声和振动。研究人员设计的LRM采用一个矩阵形状，其内部有三个金属芯。

LRM矩阵的外壳由Permabond UV625树脂制成。一旦连续喷嘴将其沉积，树脂就会在UV光下固化成坚固、耐用而透明的材料。在LRM矩阵的内部，第一个喷射打印头先在室温下添加了一层硅胶作为里衬，然后第三个加热喷射头将由锡、银和铜组成的金属芯添加进来。

LRM矩阵、里衬和金属芯

为了能同时控制多个打印头的路径——这是多材料3D打印面临的挑战之一，研究人员开发了一个名为LabVIEW的专门程序，可让3D打印机在6种不同的状态下工作。

在其中一个状态中，用户可以用单行、圆和圆柱这三个预定义的结构来测试一种新材料，看它如何在打印床上沉积。在另一个状态中，LabVIEW能让用户为一个上传的.stl文件生成3D打印坐标。随后，这些坐标可以被更改（如果需要），文件也会被送去打印。

未来的工作

伦敦帝国学院开发的这种3D打印机和软件系统展现出巨大的开发潜力。在未来的工作中，其他材料将被用于加热喷射头，以创造出正常的液滴；可以探索其他复合材料设计，以检查打印机是否能处理更不规则的几何形状。此外，需要进一步开发几何处理方法，以允许用户上传单个STL文件，并让程序识别多材料对象中的不同材料组件。