研究員開發出實現六種新的DIW 3D列印模式的新裝置

3D列印對象的能力已經允許製造從生物醫學植入物到柔性電子器件的材料。與傳統的2D列印技術不同，傳統的2D列印技術用於列印紙質書籍、報紙、辦公文檔和金錢等各種產品，而3D列印則使用由自支撐材料（如糊劑、水凝膠和泡沫）組成的油墨。

最近，麻省理工學院（MIT）研究人員Hyunwoo Yuk和Xuanhe Zhao教授在Advanced Materials的一次交流中，報告了一種新的策略，以克服與直接墨水書寫相關的限制，這是3D列印中常見的製造方法。

在傳統的直接墨水書寫（DIW）中，噴嘴尖端在沉積粘彈性油墨的纖維的同時在一定高度（H）和速度（V）下移動。噴嘴尖端的移動速度被設定為油墨被擠出的速度，從而使列印的纖維的解析度受到噴嘴直徑的限制。

研究人員已經設計出了一種裝置，可以實現六種新的DIW3D列印模式以產生複雜的圖案，包括非線性、連續和不連續的圖案。單個噴嘴可以列印比噴嘴本身直徑小得多的各種直徑，從而顯著提高列印纖維的解析度。可以構建具有無量綱噴嘴速度（V *）和高度（H *）的定量相圖以說明不同列印模式的條件，並且測試速度和高度參數的不同值，使其與相圖一致。

使用實驗數據和有機硅彈性體油墨，可以通過改變噴嘴速度和高度來「編程」不同的列印圖案和纖維直徑。連續地改變噴嘴的速度從0.3到2.5，高度從5到2，以允許不中斷的列印模式和直徑列印單根光纖。

具有不同解析度和層厚度的三維實心金字塔可以使用這種方法以不同的模式列印，並且其他粘彈性油墨（例如水凝膠油墨）也適用於具有適當的列印參數的這種新的列印策略。甚至可以在3D網格結構的不同層上引入梯度，其中每個層具有不同的圖案和纖維直徑。當將具有兩種不同直徑的梯度3D網狀致動器置於四氫呋喃中時顯示出不同的溶脹時間，表明可以列印具有不同動力學性質的結構。

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