武漢科技大學(xué)學(xué)生團(tuán)隊(duì)研發(fā)新型多材料3D打印機(jī)

中國教育報(bào)-中國教育新聞網(wǎng)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(xué)獲悉，該校學(xué)生團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的“多材料雙噴頭五軸混合3D打印設(shè)備”，把硬電子材料精準(zhǔn)“印”進(jìn)軟材料里，突破了3D打印的傳統(tǒng)局限。基于此打印出的用于肺呼吸監(jiān)測的壓力傳感器，將助力醫(yī)療服務(wù)精細(xì)化。

數(shù)據(jù)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(yī)療領(lǐng)域的難題。但現(xiàn)在多數(shù)病人佩戴的血糖監(jiān)測設(shè)備體感不好、數(shù)據(jù)不準(zhǔn)，影響后續(xù)治療。團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人朱佳欣說：“我們身邊的親人因?yàn)楝F(xiàn)有檢測設(shè)備的問題吃了不少苦頭，而3D打印技術(shù)正好有定制化的特點(diǎn)，所以我們想試試看，能不能做出更好的設(shè)備。”帶著這樣的想法，8名來自機(jī)械、電控、算法領(lǐng)域的本科生充分發(fā)揮各自專長，決定研發(fā)能精準(zhǔn)貼合患者身體、準(zhǔn)確檢測數(shù)據(jù)的可穿戴醫(yī)療傳感器。

為了讓監(jiān)測設(shè)備既精準(zhǔn)又舒適，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新開發(fā)了五軸控制系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)打印機(jī)的x、y、z三軸，新增了能180度旋轉(zhuǎn)的u軸和360度旋轉(zhuǎn)的v軸。這套系統(tǒng)在處理曲面時(shí)，可以有效減小臺階效應(yīng)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(jī)的打印精度達(dá)到了33微米，相當(dāng)于頭發(fā)絲直徑的三分之一，遠(yuǎn)超市面上普通打印機(jī)100微米的精度。團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的打印機(jī)有兩個(gè)“噴頭”，一個(gè)能快速切換不同的硬質(zhì)材料，另一個(gè)通過兩根獨(dú)立料管可以同時(shí)打印兩種軟材料，用來制作貼合皮膚的保護(hù)層。通過精準(zhǔn)控制，軟硬材料能完美結(jié)合，實(shí)現(xiàn)“剛?cè)岵?jì)”。

該項(xiàng)目歷時(shí)兩年研發(fā)，前期進(jìn)行大量理論研究，2024年9月進(jìn)入實(shí)物搭建階段，期間不斷迭代優(yōu)化，獲得了3D打印領(lǐng)域頂尖專家張海鷗教授和史玉升教授的關(guān)注與指導(dǎo)。張海鷗稱其“具有重要的科學(xué)意義與應(yīng)用價(jià)值”。

團(tuán)隊(duì)已與上海一家公司達(dá)成初步合作，未來計(jì)劃通過與企業(yè)深度合作實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化?！拔覀兿Ｍㄟ^技術(shù)創(chuàng)新，為柔性電子器件的制造提供更高效、更精準(zhǔn)的工具。團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)深化研究，推動(dòng)3D打印技術(shù)在醫(yī)療、電子等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，為科技強(qiáng)國建設(shè)貢獻(xiàn)青春力量。”朱佳欣說。