弗吉尼亚理工大学的研究人员开发了一种微型3D打印的新方法，该方法具有原位树脂混合，输送和交换功能，以及机器人材料清洁系统，可以在不同模量的材料之间进行切换，而不会在特性材料之间造成交叉污染。

由不同材料制成的微晶格结构。图片来源：Virginia Tech

这种被称为多材料可编程增材制造的集成树脂传输方法可用于各种应用，包括飞机机翼结构，防护涂层，能量吸收，致动，柔性装甲，人造肌肉和微型机器人。工程学院机械工程助理教授，大分子创新研究院成员Xiaoyu "Rayne" Zheng表示，微尺寸制造系统可以升级至纳米级以上。“我们使用这种新技术来制造具有程序刚度的材料。”Zheng说。 “基本上，您可以编程3D模型分布的位置，通过编程，我们可以实现变形能力，在不同的方向上拉伸和变形。”

使用普通材料时，单向拉伸会导致材料向相反方向收缩。新的专利工艺和设计允许设计人员在一个构建中创建非常具体的模量分布，以允许编程变形， 在整个材料体内可以发生程序扩张或收缩。“这项技术是一种基于机器人的增材制造，一种集成流体系统，可以让我们提供不同的墨水（树脂）作为原料，”Zheng说。 “这个过程也是自我清洁的，因此墨水之间不会发生交叉污染。”

理想的情况是，3D打印技术希望能够在一个功能设备可以打印的地方使用多种材料，而不需要过多的结构，例如工具，胶合，装配或焊接。“实现这一目标需要我们将一系列不同的材料属性放入一个平台并连接它们。增加的材料设计自由度允许我们在不改变三维微体系结构的情况下实

负的正变零变形应变一种材料。“Zheng解释说。

与传统的类似基材的3D打印材料不同，多材料超材料可以具有不同的刚度分布，从3D晶格框架内的柔软弹性体到刚性脆性。“我们设想这些可编程变形材料概念将定向放大，致动，柔性电子器件以及具有定制刚度和韧性的轻质超材料设计中找到应用。通过快速制造分布在微晶格架构内的不同材料成分提供的新材料设计空间，开辟了3D材料的3D打印新尺寸，具有很大的刚度变化。”