各向異性粒子的磁操縱也可在墨水直寫成型平臺(tái)中實(shí)施，該方法將粒子定向控制與多材料功能相結(jié)合，使復(fù)雜的3D復(fù)合結(jié)構(gòu)的制造成為可能。這種被稱為磁輔助的多材料3D打印技術(shù)，兼具基于擠壓打印的靈活性和基于顆粒的磁定向組裝的微結(jié)構(gòu)控制優(yōu)勢(shì)。

在磁輔助的多材料3D打印中，通過在不同的注射器中裝入包含不同單體組成和顆粒濃度的墨水，即可打印多種材料。如果在擠出噴嘴之前使用混合單元，還能實(shí)現(xiàn)成分上的連續(xù)梯度。將超順磁性顆粒引入墨水，并為常規(guī)的墨水直寫成型打印機(jī)配備磁鐵或一組電磁線圈，便可實(shí)現(xiàn)磁控制。

使用磁輔助的多材料3D打印時(shí)，通常需要使用兩組墨水來打印三維對(duì)象：一組是包含超順磁性顆粒的低粘度“紋理墨水”，用于實(shí)現(xiàn)局部方向控制；另一組是加載具有流變改性劑和粘合劑的“成形墨水”，以確保打印材料在沉積后保持其形狀。具有牛頓流變行為且粘度低于0.2Pa·s的紋理化墨水，可在大約1分鐘的時(shí)間范圍內(nèi)，使用40mT的低磁場(chǎng)使顆粒對(duì)齊。顆粒的超高磁響應(yīng)是該技術(shù)的關(guān)鍵，因?yàn)樗梢允褂眯⌒途o湊的磁體進(jìn)行方向控制，這些磁體可輕松連接到標(biāo)準(zhǔn)3D打印機(jī)上。

通過配制具有非牛頓特性的墨水，可確保形狀保持性，該墨水顯示出足夠高的屈服應(yīng)力，以防止沉積長絲發(fā)生幾何變形。局部形狀變形通常是由沿打印材料彎曲表面的毛細(xì)應(yīng)力驅(qū)動(dòng)的，這種毛細(xì)應(yīng)力（σ）與界面張力γ和表面曲率κ成線性比例，即σ = γκ。通過使毛細(xì)應(yīng)力和屈服應(yīng)力相等，可以估算出已知表面張力的墨水產(chǎn)生無畸變曲率所需的最小屈服應(yīng)力，并根據(jù)估算結(jié)果調(diào)整墨水的屈服應(yīng)力。調(diào)整墨水屈服應(yīng)力的簡便方法是添加二氧化硅作為流變改性劑，在墨水系統(tǒng)中，當(dāng)二氧化硅濃度為8wt％時(shí)，會(huì)產(chǎn)生160Pa的屈服應(yīng)力，從而可以沉積曲率半徑（1/κ）接近100μm的無變形細(xì)絲。

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