麻省理工学院研究人员研发了一种新的3D打印材料，材料由金属、半导体材料、绝缘材料精确排列组成，打印机为熔融沉积成型（FDM）3D打印设备。
研究团队在Nature 杂志子刊Nature Communication 中发表了题为“Structured multimaterial filaments for 3D printing of optoelectronics”的研究论文。
用于光电子部件制造的多材料长丝与3D打印工艺。来源：Nature Communications
一次打印同时制造多种材料
在这项研究中，研究团队使用了配备特殊喷嘴的普通3D打印机与特殊的3D打印丝材。这种3D打印长丝由金属、半导体材料、绝缘体材料以复杂的微结构排列在一起，外部被聚合物粘结剂所包围。
多材料3D打印的飞机模型机翼。来源：MIT News
在打印过程中，长丝材料在以较低的温度通过喷嘴，外层的材料被熔化，但内部材料仍然坚固，从而保证制造出的电子设备功能不受到影响，而表面熔化的材料足以牢固的粘附至相邻的材料上，从而形成3D结构。
3D打印机翼
顶部和底部有光发射器，机翼大部分有光探测器
来源：Nature Communications
在研究过程中，团队通过该线材打印了一个飞机模型的机翼，所用丝材包含了用于制造发光和光检测电子设备的材料，这些电子组件的潜在应用为揭示机翼中可能形成的微观裂缝。
研究团队在飞机模型机翼的3D打印中使用了八种不同的材料。根据MIT(麻省理工学院) , 原则上材料种类还可以更多，在这项研究工作之前，由于不同材料所需要的打印工艺和硬件均有区别，通过单一3D打印机同时进行金属材料、半导体材料和绝缘材料三种不同材料的制造是非常具有挑战性的。
根据 的市场观察，研究论文的通讯作者Yoel Fink教授以及合作伙伴，在嵌入不同材料的热拉伸纤维的研究领域已经开展了二十年工作，他们研发了一系列包含电子元件的纤维材料，这些材料能够实现通信、可传输数据的闪光灯等功能。而在新的3D打印工艺中，这些纤维材料成为了生产功能性电子设备的原材料。
根据MIT , 以上3D打印材料和工艺将可以用于制造具有不同电子功能的零部件、产品，其中一个应用方向是医疗器械制造。
例如用这一工艺制造假肢，除了实现假肢与患者残肢之间的匹配之外，制造工程师还能够将具有监控作用的电子元件直接嵌入在假肢中的指定位置。另外，还可以制造带有细胞生长监控传感器的组织再生支架。当然，也可以用于制造带有电子功能的零部件原型。
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