摘要：约翰霍普金斯大学（Johns Hopkins University，简称JHU）土木和系统工程师团队开发了一种新的打印技术，可以解决3D打印过程中创建的层之间的基本弱点。这项研究称已经发表在《先进材料》（Advanced Materials）上。

约翰霍普金斯大学（Johns Hopkins University，简称JHU）土木和系统工程师团队开发了一种新的打印技术，可以解决3D打印过程中创建的层之间的基本弱点。这项研究称已经发表在《先进材料》（Advanced Materials）上。

JHU工程学院（Whiting School of Engineering）土木与系统工程系（Department of Civil and Systems Engineering）助理教授Jochen Mueller表示，在三维打印中，界面因产生漏洞而问题限制。打印出来的材料要么粘附得太多，要么粘附得太少，从而导致结构上的缺陷。这类似于意大利面条煮熟后粘在一起，但很容易拉断，进而也造成了限制3D打印产品功能。

为了解决这个问题，JHU土木和系统工程师团队成员开发了一种新的打印技术。使他们能够精确控制体素（像素的三维对应物）之间的界面和功能，包括粘附性等特性，控制不同层或材料粘在一起的程度。

这种技术被称为体素界面三维打印（VI3DP），它使用的打印头配有一个标准喷嘴，喷嘴周围有四个附加喷嘴。当标准喷嘴沉积材料时，这些附加喷嘴会在上面添加一层不同材料的薄膜。这样就可以在单材料和多材料打印中，控制和定制每条三维打印线之间的接口，从而无需使用多个打印头，也不会在物体上产生不必要的缝隙或特征。

除了创建更坚固的打印件，VI3DP还为三维打印对象开辟了一系列新的应用领域。在这项研究中，研究小组展示了他们如何将光学、机械和电气特性集成到接口中。所有都在一次打印中完成，并且不会增加重量、时间或成本。

团队成员Daniel Ames表示，使用某些三维打印工艺，包括材料挤出和材料喷射，已经可以添加机械、光学或电气属性，但这些工艺要求将这些属性添加为整个体素，而不是体素周围的薄界面，这大大降低了产量和分辨率。团队的新技术，使这些特性只需体素尺寸的一小部分即可实现，从而扩大了软材料的应用范围和类型。

研究人员表示，通过嵌入具有物理特性的界面，新技术为3D打印提供了前所未有的功能控制水平。除了打印出更坚固的产品外，VI3DP 还为3D打印对象开辟了一系列新的应用领域。VI3DP有可能生产出更薄的界面、新的材料组合，以及集成功能。解决复杂的三维电路、机电设备、数据嵌入式复合结构等。

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来源：小象科技论