在多材料3D打印领域，业界一直寻求简洁而经济的解决方案。

近日，Nature期刊上刊登了一项新的3D打印技术——通过蒸汽诱导相分离实现多功能直接墨水书写。该论文介绍了一种在室温条件下打印聚合物、金属和复合材料的新方法，该方法基于聚合物蒸汽诱导相分离（VIPS）技术。

https://www.nature.com/articles/s41467-024-47452-9

首先，让我们一起来看看它的运作原理。它从一种含有所需3D打印材料粒子的特殊液态墨水开始，这种液态墨水通过一个类似于注射器的喷头被挤压出来，进入构建空间。

VIPS-3DP流程示意图

当材料从喷头释放时，它会接触到构建空间内的流动蒸汽，这些蒸汽由一种特定的非溶剂制成。然后，一个有趣的化学反应发生了：非溶剂蒸汽与液体反应，提取出一种溶剂，导致液体发生了相分离，这种相分离让嵌入其中的粒子固化了。

基于ABS聚合物的打印结果

VIPS-3DP技术因其与多种材料的兼容性而显得非常有用，不仅适用于聚合物，也适用于金属和陶瓷粒子。此外，还可以在墨水中混合不同的粒子来创建混合材料。例如，研究人员已成功使用VIPS-3DP技术打印出了复合材料制成的对象。

VIPS-3DP复合打印结果

此技术也已扩展到打印含金属的聚合物墨水或载有复合材料粉末的聚合物墨水，这些材料经过热处理后转变为金属或复合材料部件。不过，混合使用聚合物、金属和陶瓷可能会因为它们不同的烧结温度而带来挑战。

用于多孔结构开发的金属-致孔剂复合材料

VIPS-3DP的一个独到之处在于，它可以通过调整打印参数来控制成品的孔隙率，这让操作者可以打印出具有空间可调性的多孔结构以及功能梯度的部件。

鉴于其巨大潜力，这项研究未来几乎肯定会实现商业化。

但是还有几个问题值得讨论，一是关于可用于VIPS-3DP的材料种类。所有的聚合物是不是都可以兼容，还是存在某些限制？另一个问题涉及到VIPS-3DP的打印速度。根据研究人员提供的打印过程视频显示，其打印速度比较慢。如果打印速度的限制较大，可能会影响到其商业化前景。

在多材料3D打印领域，业界一直寻求简洁而经济的解决方案。

近日，Nature期刊上刊登了一项新的3D打印技术——通过蒸汽诱导相分离实现多功能直接墨水书写。该论文介绍了一种在室温条件下打印聚合物、金属和复合材料的新方法，该方法基于聚合物蒸汽诱导相分离（VIPS）技术。

https://www.nature.com/articles/s41467-024-47452-9

首先，让我们一起来看看它的运作原理。它从一种含有所需3D打印材料粒子的特殊液态墨水开始，这种液态墨水通过一个类似于注射器的喷头被挤压出来，进入构建空间。

VIPS-3DP流程示意图

当材料从喷头释放时，它会接触到构建空间内的流动蒸汽，这些蒸汽由一种特定的非溶剂制成。然后，一个有趣的化学反应发生了：非溶剂蒸汽与液体反应，提取出一种溶剂，导致液体发生了相分离，这种相分离让嵌入其中的粒子固化了。

基于ABS聚合物的打印结果

VIPS-3DP技术因其与多种材料的兼容性而显得非常有用，不仅适用于聚合物，也适用于金属和陶瓷粒子。此外，还可以在墨水中混合不同的粒子来创建混合材料。例如，研究人员已成功使用VIPS-3DP技术打印出了复合材料制成的对象。

VIPS-3DP复合打印结果

此技术也已扩展到打印含金属的聚合物墨水或载有复合材料粉末的聚合物墨水，这些材料经过热处理后转变为金属或复合材料部件。不过，混合使用聚合物、金属和陶瓷可能会因为它们不同的烧结温度而带来挑战。

用于多孔结构开发的金属-致孔剂复合材料

VIPS-3DP的一个独到之处在于，它可以通过调整打印参数来控制成品的孔隙率，这让操作者可以打印出具有空间可调性的多孔结构以及功能梯度的部件。

鉴于其巨大潜力，这项研究未来几乎肯定会实现商业化。

但是还有几个问题值得讨论，一是关于可用于VIPS-3DP的材料种类。所有的聚合物是不是都可以兼容，还是存在某些限制？另一个问题涉及到VIPS-3DP的打印速度。根据研究人员提供的打印过程视频显示，其打印速度比较慢。如果打印速度的限制较大，可能会影响到其商业化前景。