2020年12月，獲悉，來自哈勒-維滕貝格馬丁路德大學(MLU)的一個(ge) 研究小組開發了一種新的混合增材製造工藝，將擠出和噴墨兩(liang) 種3D打印工藝結合起來。

　　這種方法的一大作用是可將液體(ti) 油墨直接集成到固體(ti) 材料基質中，例如可以將活性醫療成分在最初的製造階段就被納入藥物輸送設備中。團隊還確定了在結構工程中的應用，比如將熒光液體(ti) 容納在固體(ti) 結構部件中，使用戶能夠以可視化的方式監測裂縫。

　　論文的合著者Wolfgang Binder教授指出："這種技術的未來在於(yu) 更複雜的方法，結合多個(ge) 生產(chan) 步驟。這就是為(wei) 什麽(me) 我們(men) 要尋找一種在打印過程中直接將液體(ti) 集成到材料中的方法。"

　　△3D打印的口服給藥固體(ti) 裝置，內(nei) 部容納活性液體(ti) 成分，圖片來自MLU

　　
結合固體(ti) 和液體(ti)

　　3D打印，一般來說是製造固體(ti) 零件作為(wei) 最終產(chan) 品。在使用液體(ti) 作為(wei) 原材料的情況下，它們(men) 在離開構建室之前要麽(me) 被固化，要麽(me) 被冷卻成固體(ti) 形式。因此，如果最終的部件包含一部分液體(ti) ，則必須在打印完成後添加，這可能增加了成本或者很難實現。

　　為(wei) 了實現這一過程的自動化，MLU團隊將一台FDM擠出機和一台噴墨點膠機結合到一個(ge) 定製的混合實驗室設置中。這套係統能夠在擠出的層之間分配液滴，從(cong) 而有針對性地實現精確的多相材料集成。

　　△內(nei) 含發光油的PCL部件的3D打印，圖片來自MLU

　　雙相3D打印的應用

　　在整個(ge) 研究過程中，MLU團隊用兩(liang) 個(ge) 不同的用例對係統進行了測試。首先，機器被用於(yu) 將活性液體(ti) 製劑集成到可生物降解的膠囊中，創造了一種具有芯殼結構的可攝取藥物輸送裝置。Binder補充說："我們(men) 能夠證明活性成分不受打印過程的影響，並且保持活性。"

　　接下來，研究人員將一種發光液體(ti) 融入聚合物膠囊（FDM工藝打印的PCL材料）中，如果外殼損壞並形成裂縫，液體(ti) 就會(hui) 泄漏。雖然用現在的X射線技術可以很容易地檢測到金屬的微損傷(shang) ，但對於(yu) 塑料來說卻不能這樣說，MLU確實可以提供一種新穎的方法。

　　除了研究中測試的兩(liang) 種之外，研究人員還發現了這項技術其他一些潛在應用，例如3D打印電池。在這種情況下，固體(ti) 電極和外殼將被擠出，而液體(ti) 電解質將被沉積到封閉的內(nei) 部腔室中。因此，一個(ge) 綜合係統可以執行整個(ge) 電池組裝線的所有功能。

　　更多的研究細節可以在題為(wei) "3D Printing of Core–Shell Capsule Composites for Post‐Reactive and Damage Sensing Applications "的論文中找到。該論文由Wolfgang Binder和Harald Rupp共同撰寫(xie) 。