武漢科技大學學生團隊研發新型多材料3D打印機

中國教育報-中國教育新聞網訊（記者 程墨 通訊員 周俊 姜永鴻）記者7月2日從武漢科技大學獲悉，該校學生團隊自主研發的“多材料雙噴頭五軸混合3D打印設備”，把硬電子材料精準“印”進軟材料里，突破了3D打印的傳統局限。基于此打印出的用于肺呼吸監測的壓力傳感器，將助力醫療服務精細化。

數據顯示，我國慢性病如高血壓、糖尿病死亡率超過80%，這些疾病的檢測和治療一直是醫療領域的難題。但現在多數病人佩戴的血糖監測設備體感不好、數據不準，影響后續治療。團隊負責人朱佳欣說：“我們身邊的親人因為現有檢測設備的問題吃了不少苦頭，而3D打印技術正好有定制化的特點，所以我們想試試看，能不能做出更好的設備。”帶著這樣的想法，8名來自機械、電控、算法領域的本科生充分發揮各自專長，決定研發能精準貼合患者身體、準確檢測數據的可穿戴醫療傳感器。

為了讓監測設備既精準又舒適，團隊創新開發了五軸控制系統，相比傳統打印機的x、y、z三軸，新增了能180度旋轉的u軸和360度旋轉的v軸。這套系統在處理曲面時，可以有效減小臺階效應造成的“階梯狀”不平整的問題，使打印件表面更加光滑，讓可穿戴部件更舒適。

目前，這臺打印機的打印精度達到了33微米，相當于頭發絲直徑的三分之一，遠超市面上普通打印機100微米的精度。團隊設計的打印機有兩個“噴頭”，一個能快速切換不同的硬質材料，另一個通過兩根獨立料管可以同時打印兩種軟材料，用來制作貼合皮膚的保護層。通過精準控制，軟硬材料能完美結合，實現“剛柔并濟”。

該項目歷時兩年研發，前期進行大量理論研究，2024年9月進入實物搭建階段，期間不斷迭代優化，獲得了3D打印領域頂尖專家張海鷗教授和史玉升教授的關注與指導。張海鷗稱其“具有重要的科學意義與應用價值”。

團隊已與上海一家公司達成初步合作，未來計劃通過與企業深度合作實現產品產業化。“我們希望通過技術創新，為柔性電子器件的制造提供更高效、更精準的工具。團隊將繼續深化研究，推動3D打印技術在醫療、電子等領域的廣泛應用，為科技強國建設貢獻青春力量。”朱佳欣說。