创造前所未有的设计开放式软材料3D打印机面世

使用“Printer.HM”可实现复杂的设计。从左至右，带有纤维素基水凝胶的一个叶形支架；用生物陶瓷水凝胶打印的股骨模型；在支撑槽中嵌入打印。图片来源：剑桥大学

英国剑桥大学研究人员开发了一种可供人们破解的多功能3D打印机Printer.HM，其能打印经济实惠且开放式设计的软材料。该技术将在多元领域开启进一步创新，助力创造出前所未有的设计。《科学报告》杂志近日报道了这种负担得起的新打印方法的详细信息。

Printer.HM是一款高度可定制的3D打印机，可与商业3D生物打印机相媲美。它能够接受不同的几何输入，包括计算机辅助设计模型、坐标、方程和图片，以创建具有不同特征的打印。这种多打印头系统的开发，建立在一个机械臂上，并通过加热和紫外线模块在一个平台上提供多功能。

除了提供与各种液态和软质材料的出色打印兼容性外，该打印机还可执行多种操作，包括液体分配、多材料印刷、变速打印、嵌入式打印（创建自由形式和悬垂结构）、非平面印刷等。

而通过可选的加热和紫外线模块，新方法可调节热响应和光聚合水凝胶的可打印性，这些水凝胶可用于广泛的生物医学应用，包括药物输送、组织工程和伤口愈合。

研究人员使用Printer.HM创建了花卉图案的2D草图，然后在4分钟内膨胀并变形为3D花卉形状。由于控制程序完全开放可破解，用户能重新设置并扩展其功能，以实现前所未有的3D打印设计。研究人员还展示了Printer.HM生成复杂组织解剖结构的潜力，成功地创建了一个带有肺和气管的呼吸系统模型，该模型由藻酸盐墨水制成，并在支撑槽内打印。

Printer.HM的多功能特性，加上其开放式设计和经济实惠的特点，使其成为未来使用软生物3D打印创新的可靠选择和可持续的材料架构。研究人员表示，Printer.HM有潜力为组织工程、软机器人、食品和环保材料加工等不同领域的创新3D打印打开大门。它的开放式设计、可负担性、改进的可定制性和一体化功能将使自己动手的研究人员受益，为现有的商业打印机提供可行的替代方案。

3D打印在前些年十分火爆，备受市场关注，频频见诸报道。如今，尽管其热度有所下降，技术更新迭代的步伐却从未停止。坦白来讲，3D打印技术确实有不少进步空间，比如设备和材料的成本高昂，3D模型设计的门槛也比较高；再比如，经常用于打印硬体材料或器件，而软体材料的打印却比较少。这些都在一定程度上限制了3D打印技术的推广应用，直到现在3D打印产品仍非普通人所能企及。让3D打印真正深入产业应用甚至走进百姓生活，可谓路漫漫其修远兮，科学家和工程师们仍在上下而求索。