在3D打印物體(ti) 中嵌入纖維可用於(yu) 增加這些物品的導電性或額外強度等特性。現在，工程師們(men) 已經開發出一種變形打印噴嘴，以在打印過程中改變這些纖維的方向。通常，碳等功能性材料的短纖維隻是簡單地混入打印介質中，然後與(yu) 之一起被擠出。因此，它們(men) 通常會(hui) 以相對於(yu) 彼此的隨機雜亂(luan) 狀態結束。這對某些應用來說是可以的，但對其他應用來說是行不通的。

馬裏蘭(lan) 大學的工程師們(men) 為(wei) 了尋求一種能夠進行更多控製的替代方案，利用“PolyJet打印”工藝創造了一個(ge) 原型打印噴嘴，該噴嘴的側(ce) 麵有可充氣的致動器。通過有選擇地將空氣抽進抽出，噴嘴的形狀就會(hui) 發生變化，改變纖維在其不斷擠出的單一打印介質中的方向。

在對該設備的測試中，用含有碳微纖維的水凝膠打印出結構。在某些區域，纖維的相對隨機取向導致材料吸水時在所有方向上都同樣膨脹。在其他區域，纖維方向比較一致的情況下，導致材料主要向一個(ge) 方向膨脹。

這項技術可以在被稱為(wei) “4D打印”的領域中找到用武之地，在該領域中，3D打印的物體(ti) 會(hui) 根據外部刺激而改變形態。它還可以用於(yu) 更傳(chuan) 統的3D打印物品，這些物品在不同的區域具有不同的彈性，熱，磁性或電氣特性。

“通過為(wei) 研究人員提供一種可訪問的方法來3D打印纖維填充複合材料，並按需控製其纖維方向，從(cong) 而控製其最終性能，這項工作為(wei) 3D打印的新應用打開了大門，這些應用利用這些獨特的材料特性及其實現的獨特功能，”參與(yu) 這項研究的副教授Ryan Sochol說。

由Connor Armstrong領導的有關(guan) 該研究的論文最近發表在《先進材料技術》雜誌上。