虽然我们已经看到了pcb3d打印机的出现，还有最新有一些嵌入了电子元件的3d打印服饰被媒体报道。但是客观地说，之前的3d打印技术仍未解决多材料集成的问题。也就是说，如何在不停止打印过程的条件下实现柔性材料、刚性材料和电子电路的无缝和精确过渡。这是因为大多数用来混合复杂流体的方法是被动的：两股流体在一个通道中汇合，在这里它们进行扩散混合。这种方法对于低粘度流体来说是足够了，但对于一些高粘度液体，如凝胶，是无效的。
据了解，这项研究是由哈佛教授jennifera.lewis领导的，研究团队采用主动混合和快速开关的喷嘴，可以实现浓粘弹性油墨的打印以及在3d打印过程中同时控制几何形状和组成成份。使用这种方法，所有流体并不是汇集在一个通道里，而是每个流体都有一个单独的入口进入混合室，然后由叶轮以恒定的速度旋转，使其在一种窄间隙中混合。
lewis教授很多天工社的老读者想必都已经熟悉了，我们曾经多次报道过她的新闻。lewis教授被认为是全球3d打印领域的技术权威，而且于2014年成立了多材料电子产品3d打印机公司voxel8，该公司一经成立便相当受追捧，很快就获得了1000多万美元的风险投资，很显然，lewis教授开发的这项技术与voxel8公司的业务非常吻合。而她此次设计的主动混合技术是与哈佛wyss研究所的博士后研究员thomasober以及danieleforesti一起进行的。
《3d电子打印机厂商voxel8获1200万美元风投》
“被动混合物并不能保证完全材料的完全混合，特别是高粘度的油墨。”ober说，“我们开发了一个合理技术框架——并通过实验验证了它，我们设计的主动微流体混合器，可以搭配多种材质。”
据了解，这种主动混合技术在3d打印过程中的应用效果相当是显著。研究团队证明，有机硅弹性体可以无缝打印成由软质和硬区域组成梯度结构(这意味着在3d打印的可穿戴设备中，柔性材料可以跟随我们的身体和关节移动，而刚性材料则用来容纳电子元器件)。而且，这种技术也可以用来打印反应性材料，以及可以按需混合导电和电阻性油墨。
此前，在打印过程中随时混合材料仅仅是一个想法而已，但是现在，lewis教授的团队已经将其变成现实可行的技术。研究团队最近还设计了一个打印头，可以在一个单一的喷嘴内实现多个墨水之间的切换，这样就无需对齐多个喷嘴，在打印过程中暂停油墨的流动。
“总之，这种主动混合和切换打印头是多材料3d打印研究领域中的一个重大进步。”lewis说，“它可以实现在微观水平上通过编程控制两种材料的组成和结构，这位通过设计创造材料开辟了新的途径。”