麻省理工学院(MIT)的科研团队近日取得一项突破性进展:他们成功开发出一款多材料3D打印机,能够在数小时内直接打印出具备完整功能的线性电机。这一成果不仅突破了传统3D打印的材料限制,更将电机制造的复杂流程大幅简化,为工业制造和应急维修领域开辟了新路径。
根据《虚拟和物理原型》期刊发表的论文,该设备通过集成四种不同类型的挤出模块——线材挤出器、颗粒挤出器、墨水挤出器以及加热器,实现了对五种关键材料的精准控制。这些材料包括介电材料、导电材料、软硬磁性材料以及柔性材料,覆盖了电机制造所需的全部核心组件。研究团队特别强调,这一设计突破了现有设备通常仅能处理两种材料的局限,通过多模式协同工作,将传统需要多步骤、多设备协作的制造流程整合到单一打印过程中。
在实验验证阶段,科研人员使用该设备仅用约三小时便完成了一个线性电机的主体结构打印。该电机在完成最后的磁化处理后即刻投入运行,其性能指标不仅达到传统工艺制造产品的水平,部分参数甚至表现更优。更令人瞩目的是,整个制造过程的材料成本仅约50美分(按当前汇率折合人民币3.5元),较传统制造方式降低了近两个数量级。
这项技术的潜在应用场景远不止于实验室。研究团队指出,其核心价值在于解决了供应链脆弱环节的痛点。当某些零部件因地理限制或突发情况难以获取时,用户只需获取该部件的数字模型,即可通过本地3D打印设备快速生产。这种"数字库存+现场制造"的模式,有望使制造商摆脱对长达数月交付周期的全球供应链的依赖,特别是在航空航天、医疗设备等对时效性要求极高的领域具有战略意义。
目前,研究团队正在优化打印系统的材料兼容性和精度控制,同时探索将该技术扩展至更复杂的电磁设备制造。随着多材料3D打印技术的成熟,未来或许会出现更多打破传统制造边界的创新应用,重新定义"即时制造"的可能性边界。