導(dǎo)讀：提到3D打印物品時，大多數(shù)人可能會聯(lián)想到顏色和質(zhì)地完全一致的物體。這類物品通常是通過連續(xù)沉積單一類型的熔融聚合物，逐層冷卻硬化而成的。一般來說，3D打印多顏色、多紋理的物體是一個相對復(fù)雜且低效的過程。不過，這種情況即將改變，得益于一種巧妙的新技術(shù)，即在擠出后對溫度敏感的打印材料進(jìn)行“熨燙”。

2024年10月12日，據(jù)資源庫了解，麻省理工學(xué)院（MIT）和代爾夫特理工大學(xué)（TU Delft）的研究人員聯(lián)合開發(fā)了一種創(chuàng)新的單材料多屬性3D打印技術(shù)，稱為“調(diào)速熨燙”。這被稱為是一種更高效、更少浪費、更高精度的技術(shù)，該技術(shù)利用熱響應(yīng)材料一步完成3D打印具有多種顏色、色調(diào)和紋理的物體。

調(diào)速熨燙結(jié)合了雙噴嘴FDM 3D打印機和熱敏材料，打印過程中，第一個噴嘴在較低溫度下沉積熱敏絲，而第二個噴嘴通過“熨燙”材料層進(jìn)行加熱，通過控制其移動速度，研究人員可以將材料加熱至特定溫度。這一過程能夠改變材料的色調(diào)和表面紋理，進(jìn)而創(chuàng)造復(fù)雜的圖案、圖像，甚至是二維碼。

該技術(shù)還可以通過改變表面粗糙度，增強物體的觸感。例如，通過調(diào)整熨燙速度，打印出的物體可以擁有不同的透明度、粗糙度或顏色漸變。該團(tuán)隊開發(fā)了一個數(shù)字工具，能夠自動根據(jù)用戶設(shè)定的顏色、色調(diào)和紋理要求生成3D打印指令。

現(xiàn)有的多色3D打印技術(shù)通常依賴多種材料，或者需要頻繁切換線軸，這不僅耗時而且材料浪費較大。調(diào)速熨燙技術(shù)突破了這一瓶頸，它使用單一熱敏材料，通過雙噴嘴控制溫度變化實現(xiàn)多樣化的色調(diào)和紋理變化，而無需更換細(xì)絲或清理噴嘴。

MIT和代爾夫特團(tuán)隊開發(fā)了一個理論模型，將材料的熱響應(yīng)特性與其輸出溫度關(guān)聯(lián)起來，從而確定噴嘴以不同速度運行時所能實現(xiàn)的溫度范圍。通過這一模型，研究人員能夠?qū)崿F(xiàn)不同的色調(diào)和表面紋理。

研究團(tuán)隊使用了三種不同的熱敏材料進(jìn)行測試，包括發(fā)泡聚合物（LW-PLA）、填充木纖維的PLA和填充軟木纖維的PLA。發(fā)泡聚合物在加熱時膨脹，產(chǎn)生不同的色調(diào)、透明度和表面紋理，而木纖維和軟木纖維則通過熱解在加熱時逐漸變暗。

研究人員通過調(diào)速熨燙技術(shù)，成功打印出一系列物品，如帶有照片的杯子、陰影雕塑和半透明水瓶。為進(jìn)一步提升功能性，還設(shè)計了具有不同粗糙度的自行車把手，以增強騎手的抓握力。

調(diào)速熨燙技術(shù)還為多色3D打印的發(fā)展開辟了新的路徑。這種技術(shù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)更快、更低成本的打印，還能通過精細(xì)調(diào)控噴嘴速度，產(chǎn)生傳統(tǒng)方法難以實現(xiàn)的漸變色調(diào)和細(xì)膩紋理。未來，該團(tuán)隊計劃進(jìn)一步探索其他熱敏材料的應(yīng)用，如塑料，甚至嘗試通過該技術(shù)改變材料的機械和聲學(xué)特性。

導(dǎo)讀：提到3D打印物品時，大多數(shù)人可能會聯(lián)想到顏色和質(zhì)地完全一致的物體。這類物品通常是通過連續(xù)沉積單一類型的熔融聚合物，逐層冷卻硬化而成的。一般來說，3D打印多顏色、多紋理的物體是一個相對復(fù)雜且低效的過程。不過，這種情況即將改變，得益于一種巧妙的新技術(shù)，即在擠出后對溫度敏感的打印材料進(jìn)行“熨燙”。

2024年10月12日，據(jù)資源庫了解，麻省理工學(xué)院（MIT）和代爾夫特理工大學(xué)（TU Delft）的研究人員聯(lián)合開發(fā)了一種創(chuàng)新的單材料多屬性3D打印技術(shù)，稱為“調(diào)速熨燙”。這被稱為是一種更高效、更少浪費、更高精度的技術(shù)，該技術(shù)利用熱響應(yīng)材料一步完成3D打印具有多種顏色、色調(diào)和紋理的物體。

調(diào)速熨燙結(jié)合了雙噴嘴FDM 3D打印機和熱敏材料，打印過程中，第一個噴嘴在較低溫度下沉積熱敏絲，而第二個噴嘴通過“熨燙”材料層進(jìn)行加熱，通過控制其移動速度，研究人員可以將材料加熱至特定溫度。這一過程能夠改變材料的色調(diào)和表面紋理，進(jìn)而創(chuàng)造復(fù)雜的圖案、圖像，甚至是二維碼。

該技術(shù)還可以通過改變表面粗糙度，增強物體的觸感。例如，通過調(diào)整熨燙速度，打印出的物體可以擁有不同的透明度、粗糙度或顏色漸變。該團(tuán)隊開發(fā)了一個數(shù)字工具，能夠自動根據(jù)用戶設(shè)定的顏色、色調(diào)和紋理要求生成3D打印指令。

現(xiàn)有的多色3D打印技術(shù)通常依賴多種材料，或者需要頻繁切換線軸，這不僅耗時而且材料浪費較大。調(diào)速熨燙技術(shù)突破了這一瓶頸，它使用單一熱敏材料，通過雙噴嘴控制溫度變化實現(xiàn)多樣化的色調(diào)和紋理變化，而無需更換細(xì)絲或清理噴嘴。

MIT和代爾夫特團(tuán)隊開發(fā)了一個理論模型，將材料的熱響應(yīng)特性與其輸出溫度關(guān)聯(lián)起來，從而確定噴嘴以不同速度運行時所能實現(xiàn)的溫度范圍。通過這一模型，研究人員能夠?qū)崿F(xiàn)不同的色調(diào)和表面紋理。

研究團(tuán)隊使用了三種不同的熱敏材料進(jìn)行測試，包括發(fā)泡聚合物（LW-PLA）、填充木纖維的PLA和填充軟木纖維的PLA。發(fā)泡聚合物在加熱時膨脹，產(chǎn)生不同的色調(diào)、透明度和表面紋理，而木纖維和軟木纖維則通過熱解在加熱時逐漸變暗。

研究人員通過調(diào)速熨燙技術(shù)，成功打印出一系列物品，如帶有照片的杯子、陰影雕塑和半透明水瓶。為進(jìn)一步提升功能性，還設(shè)計了具有不同粗糙度的自行車把手，以增強騎手的抓握力。

調(diào)速熨燙技術(shù)還為多色3D打印的發(fā)展開辟了新的路徑。這種技術(shù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)更快、更低成本的打印，還能通過精細(xì)調(diào)控噴嘴速度，產(chǎn)生傳統(tǒng)方法難以實現(xiàn)的漸變色調(diào)和細(xì)膩紋理。未來，該團(tuán)隊計劃進(jìn)一步探索其他熱敏材料的應(yīng)用，如塑料，甚至嘗試通過該技術(shù)改變材料的機械和聲學(xué)特性。