橡树岭国家实验室（ORNL）的研究人员开发出了一种新的挤出系统，
通过专门设计的喷嘴，把多个3D打印挤出机合并成一股高产量物料流。

这套系统要解决的是，
大幅面增材制造里长期存在的速度和精度之间的取舍问题。
它的产量能和大型挤出机看齐，
又保留了小型挤出机的灵活性和精度，
还多了一个能力，能在单个焊道内同时打印多种材料。

现在增材制造里用的大幅面挤出机，本身很重，
得靠昂贵又笨重的龙门架或机器人来操作。
产量一低，精度就跟着下降，流量也不稳定，
小型零件和较大的锥形设计打印起来会很难受，
往往还得降低打印速度，防止热引起的翘曲和失效。

ORNL这套系统允许操作员，
在不损失质量的前提下，
随时开关比较小型的挤出机，
还能在同一道次里用多种材料打印，不用换设备。

ORNL项目首席研究员哈利勒·特基纳尔普表示，
「通过让较小规模的挤出机，在不增加额外重量负担的情况下，
达到大型系统的产量，
并实现焊道内前所未有的多材料挤出，
这套系统有望重新定义基于挤出的增材制造。」

「这些进步会增强美国制造业的竞争力，
也会扩大对尖端生产技术的获取。」

这套系统基于一个专利申请中的喷嘴块。
喷嘴块用的是铝青铜，选它是因为强度和导热性都够好。
在每个喷嘴块内部，
两个平行挤出机出来的熔融聚合物流汇成一股，
流量比单个挤出机直接翻倍。
研究人员说，再加更多物料流，
可以把这个数字推到三倍甚至四倍。

另一套独立的芯鞘式喷嘴，能产出一种材料包裹另一种材料的焊道。
这样一来，不同机械性能的材料可以在单个焊道内精确组合，
而不是分别打成独立部件。

研究人员表示，
这种多材料精度能让一个零件同时结合多种不同特性。
用在航空航天上，可以是防撞或雷达吸波面板；
用在能源上，可以是阻燃外壳，
也可以是电池组或热系统用的轻质模块化外壳。

国防应用可以从轻质掩体覆盖到防护面板，
民用端则包括加固桥面、汽车保险杠和船体。