據《自然》雜志的最新報道，美國圣母大學(xué)科學(xué)家發(fā)明了一種新型3D打印方法——高通量組合打印，能夠控制材料的3D結構和局部成分，打印出柔韌程度呈梯度變化的材料，有望成為新材料發(fā)現和制造領(lǐng)域的“游戲規則改變者”。

    3D打印的“神來(lái)之筆”

    所謂3D打印，是一種基于數字模型文件的技術(shù)，它使用粉末金屬或塑料等粘合材料，通過(guò)逐層打印來(lái)構造物體。除了打印各種形態(tài)復雜的物體之外，3D打印還有一項獨特的技能：打印新材料。

    3D打印技術(shù)可以使用各種新型材料進(jìn)行打印，包括復合材料、生物材料、金屬合金等。這種材料的多樣性推動(dòng)了創(chuàng )新，可以為制造業(yè)、醫療領(lǐng)域、建筑業(yè)等提供更好的解決方案。同時(shí)，3D打印允許按照個(gè)體需求和設計要求進(jìn)行定制化生產(chǎn)，這可以讓新材料打印的產(chǎn)品能夠根據特定要求進(jìn)行個(gè)性化定制，提供更好的適應性和功能性。而且，通過(guò)使用新材料進(jìn)行快速原型制作和迭代設計，可以更快地將產(chǎn)品推向市場(chǎng)，從而提高競爭力。最重要的是，新材料的引入為創(chuàng )造性應用提供了可能性。3D打印技術(shù)結合新材料的特性，可以實(shí)現復雜結構、輕量化設計、微型化等創(chuàng )新應用，推動(dòng)科學(xué)研究和工程領(lǐng)域的發(fā)展。

    伴隨著(zhù)新材料市場(chǎng)的快速發(fā)展，3D打印將可以滿(mǎn)足更多不同行業(yè)的需求，以迎來(lái)更廣闊的機遇和增長(cháng)。尤其，隨著(zhù)3D打印技術(shù)的應用領(lǐng)域不斷擴大，對功能性和高性能材料的需求也在增長(cháng)。而隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)一步成熟和成本的下降，在現如今主要應用的制造業(yè)、醫療和航空航天等領(lǐng)域之外，還將涌現更多行業(yè)的應用，如建筑業(yè)、電子制造、能源等，為這些領(lǐng)域帶來(lái)創(chuàng )新和效益提升。

    3D打印改變新材料游戲規則

    圣母大學(xué)研究團隊研發(fā)創(chuàng )造的新型3D打印方法——高通量組合打?。℉TCP）能以傳統制造無(wú)法比擬的方式生產(chǎn)材料。

    據介紹，傳統方式研發(fā)一種新材料通常需要10-20年時(shí)間，而如今的新型3D打印技術(shù)則可以將這一時(shí)間縮短至不到幾個(gè)月。這將更好地滿(mǎn)足清潔能源和環(huán)境可持續性及電子和生物醫學(xué)設備的快速發(fā)展對新材料的需求。

    研究團隊指出，在新工藝中，多種霧化納米材料“油墨”會(huì )在一個(gè)打印噴嘴中混合，且在打印過(guò)程中，“油墨”中各種材料的比例也會(huì )動(dòng)態(tài)改變。因此，HTCP能控制打印材料的3D結構和局部成分，并以微尺度空間分辨率生產(chǎn)柔韌程度逐漸變化的梯度材料。而且，它生成的組合材料具有“庫”的功能，每個(gè)庫包含數千種獨特的成分，因此可顯著(zhù)加速新材料的研制。

    在未來(lái)的研發(fā)過(guò)程中，研究團隊計劃將機器學(xué)習和人工智能策略應用于HTCP，提供更豐富的數據，以加速更多新材料的研發(fā)。