通常情況下，一台3D打印機是難以在單個物品上使用多種材料的。不過通過實驗性的“可編程耗材”技術，Haruku Takahashi團隊已經讓這項複雜工作變得相對更加輕鬆。據悉，大多數消費級3D打印機都需要藉助所謂的“熔融沈積”工藝來完成模型的製作。即先將耗材裝入機器，加熱到熔點，然後從噴嘴中擠出。

由四種類型的PLA耗材製作的3D打印模型（圖自：Haruku Takahashi）

常規3D 打印使用的是水平分層打印方案，期間涉及多種耗材的切換來打印模型的不同部分。想像一下，如果需要打印某個花瓶模型上的外側垂直圖案，這樣的切換操作會變得有多複雜。

好消息是，由日本明治大學、大阪大學、以及德克薩斯農工大學科學家合作開發的“可編程3D 打印耗材”新技術，已經展現出了相當大的用武之地。

基於可編程3D 打印耗材的各種成品示例

首先，系統可以對需要打印的模型進行分析，推算聚合物耗材的打印順序。然後利用現有的耗材輸送方案，只是換成了由不同的聚合物來組成相應部分。

此外為了保證打印質量，還可在單線程輸送的一根耗材上預留一定的緩衝間隙，最終將一種或多種聚合物耗材熔接到一起。

Programmable Filament – UIST2020（via）

當然，除了裝載一次填充的3D打印耗材，這套方案也允許用戶手動置換不同的材料。最後，有關這項研究的詳情，已在近日的ACM UIST線上會議期間進行了探討。