来自美国能源部（DOE）橡树岭国家实验室（ORNL）的科学家展示了一套被他们称为“下一代3D打印系统”的设备。其核心创新在于采用多路复用喷嘴，既能向工业领域提供可扩展的3D打印方案，又能最大限度减少成品在尺寸、重量和复杂度方面的常见矛盾。更重要的是，这项技术还能实现多种材料同步打印。
相较于许多行业，3D打印仍处于发展初期，因此其优化路径可能相当彻底，并为该技术带来重大变革。ORNL的这项创新主要针对具有更高吞吐量的大型挤出机——这类设备通常用于在合理时间内构建更大型物体。研究团队认为他们的突破将产生重大影响，故而将其定义为下一代技术。
这种革新的大规模3D打印方法解决了尺寸扩大过程中的技术痛点。2023年当橡树岭国家实验室首次披露这项技术进步时就指出：“挤出机可以不断增大尺寸，但其重量需要更坚固、更昂贵的龙门系统或机器人来承载和控制。大型挤出机在低速运转时还会出现流量控制不稳定的问题，这对小型构件和低速打印操作而言可能是个难题。”
那么这套系统如何运作？新一代3D打印系统的核心在于将多个挤出机组合使用，把输出汇聚成单一熔融聚合物流。据悉，这种改变能最大限度地减少典型的大规模打印问题，例如重量负荷和低速运行时的不可靠性。
举例来说，通过关闭多路复用喷嘴中的一个，即可在需要时降低挤出速率。此外，多种材料可同时以可控速率进行输送。ORNL表示这还能直接通过喷嘴实现更复杂的“带状”与“芯鞘式”焊道设计。
最新发布的演示视频中透露：“可以增加更多挤出机来提高吞吐量，且不会牺牲质量或控制精度。”目前尚未提及多路复用喷嘴的数量上限。
业界期待ORNL这项“下一代3D打印”技术能尽快应用于增材制造、船舶工业和航空航天领域。假以时日，部分技术优势或将惠及消费级3D打印领域，使我们获得超越现有最佳双喷嘴机械切换系统（如拓竹实验室H2D）的打印能力。
