浙江
随着全球增材制造产业向智能化、功能化加速演进，制造技术也从单一材料成型，迈向多材料协同以实现功能集成与样件微缩的必然阶段。
此前，重庆摩方精密科技股份有限公司与深圳质多三维科技有限公司正式达成战略合作，精准破解行业长期存在的高端制造瓶颈与客户需求痛点。双方立足各自核心技术优势，现联合推出多材料4D打印创新成果——microArch®M150光固化多材料4D打印机。
针对传统打印设备面临的多材料兼容性差、成型精度不足、多元功能集成难度大等核心难题，M150（光学精度：25μm）支持硬树脂、弹性体、水凝胶、形状记忆高分子、导电弹性体等多功能材料一体化成型。其4D打印解决方案，满足生物医疗、软体机器人、航空航天等复杂精密场景需求，成功实现从单一精密加工能力向智能材料集成应用能力的跨越式升级，为全球客户提供了从“高精度制造”到“功能化智造”的全链条解决方案。
01
技术核心：离心式4D打印技术
4D打印作为增材制造技术的突破性延伸，通过智能材料与三维结构的融合，赋予打印构件在热场、光场、化学场等外部刺激下的可控形变与功能响应特性。摩方精密与质多三维联合推出多材料4D打印解决方案，突破了单一材料在性能和功能上的局限，将不同属性材料在三维空间精准组合，拓展出第四维度设计空间，实现比单材料更为丰富强大的功能性。
M150是基于离心式光固化多材料4D打印技术，通过405nm波段UV LED光源投影至功能材料液面实现精准固化成型，并利用打印平台高速离心作用高效清除残余材料，成功突破了多材料动态切换与残液清除的技术瓶颈。通过技术协同攻关，有效解决了4D打印领域长期存在的微结构精度控制与智能材料适配两大核心难题，使设备具备层内/层间多材料复合打印能力，最终实现高复杂度、高精度、多功能、多材料耦合结构产品的一体化成型。
02
技术特点：4大创新突破行业瓶颈
1
离心式多材料切换技术
离心转速可调（最高达10000转/分钟），60秒内快速完成多材料动态切换，单次打印支持高达2,500次的材料转换，材料切换效率与残液清除能力达到行业领先水平，有效保障多材料成型的连续性与稳定性。
图：左为离心式多材料4D打印示意图，右为离心式多材料4D打印步骤。
2
配套多材料切片软件
自主研发多材料模型切片系统，支持多种材料在空间任意分布的多材料模型切片，切片处理速度高达500张/分钟，显著提升复杂结构模型的数据处理效率与打印准备速度，为高效生产提供智能化支持。
图：多材料模型切片示意图。
3
支持各类高性能的4D打印功能材料
适配粘度范围5~5,000 cps的多元化4D打印材料体系，包括硬树脂、弹性体、水凝胶、形状记忆高分子和导电弹性体等4D打印材料及其组合结构多材料4D打印，满足不同应用领域材料功能需求。
图：4D打印材料参数表（仅适配M150/M150Pro）。
4
多材料多功能耦合结构一体成型
实现高复杂度、高精度、多功能的多材料耦合结构一体化成型，支持同时打印3种材料，实现层内/层间多材料切换，且多材料层内过渡区尺寸＜100微米，确保功能梯度材料的精准衔接与性能协同。
03
应用前景：从实验室到产业化的跨越
作为面向工业场景的多材料4D打印设备，microArch® M150凭借其25微米级超高精度与多材料协同打印能力，为前沿科技领域提供了从功能材料集成到复杂结构成型的全链条制造解决方案，推动多领域技术突破与产业升级。
柔性电子领域：通过导电弹性体与弹性基底的复合打印，实现电子电路与柔性基板的一体化成型。该技术突破传统电子器件刚性与柔性的兼容限制，为可穿戴设备、健康监测传感器等产品的轻量化、贴合化设计提供关键技术支撑，助力新一代智能终端的开发。
图：弹性体基底结合导电弹性的柔性电路。
超材料微型机器人领域：创新采用硬树脂与韧树脂的多材料组合工艺，成功攻克微型移动机器人结构复杂性与功能多样性的制造难题。该方案支持精密传动结构与柔性驱动单元的集成设计，为医疗微操作、环境监测等场景中的微型机器人研发提供制造基础，推动智能微系统向高集成度方向发展。
图：硬树脂结合韧树脂的超材料移动微型机器人。
生物医疗领域：通过水凝胶与硬树脂增强相/形状记忆高分子（SMP）的功能复合，为组织工程支架、可植入医疗器械等提供创新制造路径。设备精准调控材料分布与功能梯度的能力，可精准模拟生物组织的复杂微观结构，推动个性化植入体与智能响应型医疗器件的研发进程。
图：左为半月板（水凝胶+硬树脂增强相），右为形状记忆心血管支架（水凝胶+SMP）。
航空航天领域：形状记忆高分子与导电弹性体的组合可用于制造自适应航天器结构。该类结构可通过环境感知实现形态自主调控与智能折展，在极端空间环境下保持功能稳定性，为航天器轻量化设计与空间适应性提升提供关键技术支撑。
图：形状记忆高分子结合导电弹性体，通电加热实现结构形状回复的焦耳加热电路。
04
战略意义：智能精密制造的跨越
当前全球4D打印技术发展面临两大核心挑战：微结构制造精度和智能材料的突破。摩方精密的微米级加工能力与质多三维的多材料动态切换技术，恰恰构成了解决这两大难题的最佳技术组合。
双方合作研发将突破功能梯度材料的工业级制造瓶颈，为传感弹性体、智能导电体、软体机器人、生物活性支架及柔性传感阵列等前沿领域，赋予材料以环境自适应性与功能可编程性。
未来，随着多材料4D打印技术在更多行业的深入应用，我们有望看到更加智能、自适应、环境友好的制造模式和产品形态出现。从微纳尺度的智能器件到宏观尺度的自适应结构，4D打印技术将为人类解决复杂挑战提供全新路径。
欢迎各位专家学者提供稿件（微纳3D打印相关研究成果、前沿技术、学术交流）。投稿邮箱：bmf@bmftec.cn。
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