隨著全球增材制造產業向智能化、功能化加速演進，制造技術也從單一材料成型，邁向多材料協同以實現功能集成與樣件微縮的必然階段。
此前，重慶摩方精密科技股份有限公司與深圳質多三維科技有限公司正式達成戰略合作，精準破解行業長期存在的高端制造瓶頸與客戶需求痛點。雙方立足各自核心技術優勢，現聯合推出多材料4D打印創新成果——microArch? M150光固化多材料4D打印機。
針對傳統打印設備面臨的多材料兼容性差、成型精度不足、多元功能集成難度大等核心難題，M150（光學精度：25μm）支持硬樹脂、彈性體、水凝膠、形狀記憶高分子、導電彈性體等多功能材料一體化成型。其4D打印解決方案，滿足生物醫療、軟體機器人、航空航天等復雜精密場景需求，成功實現從單一精密加工能力向智能材料集成應用能力的跨越式升級，為全球客戶提供了從“高精度制造”到“功能化智造”的全鏈條解決方案。
01 技術核心：離心式4D打印技術
4D打印作為增材制造技術的突破性延伸，通過智能材料與三維結構的融合，賦予打印構件在熱場、光場、化學場等外部刺激下的可控形變與功能響應特性。摩方精密與質多三維聯合推出多材料4D打印解決方案，突破了單一材料在性能和功能上的局限，將不同屬性材料在三維空間精準組合，拓展出第四維度設計空間，實現比單材料更為豐富強大的功能性。
M150是基于離心式光固化多材料4D打印技術，通過405nm波段UV LED光源投影至功能材料液面實現精準固化成型，并利用打印平臺高速離心作用高效清除殘余材料，成功突破了多材料動態切換與殘液清除的技術瓶頸。通過技術協同攻關，有效解決了4D打印領域長期存在的微結構精度控制與智能材料適配兩大核心難題，使設備具備層內/層間多材料復合打印能力，最終實現高復雜度、高精度、多功能、多材料耦合結構產品的一體化成型。
02 技術特點：4大創新突破行業瓶頸
離心式多材料切換技術：離心轉速可調（最高達10000轉/分鐘），60秒內快速完成多材料動態切換，單次打印支持高達2,500次的材料轉換，材料切換效率與殘液清除能力達到行業領先水平，有效保障多材料成型的連續性與穩定性。
圖：左為離心式多材料4D打印示意圖，右為離心式多材料4D打印步驟。
配套多材料切片軟件：自主研發多材料模型切片系統，支持多種材料在空間任意分布的多材料模型切片，切片處理速度高達500張/分鐘，顯著提升復雜結構模型的數據處理效率與打印準備速度，為高效生產提供智能化支持。
支持各類高性能的4D打印功能材料：適配粘度范圍5~5,000 cps的多元化4D打印材料體系，包括硬樹脂、彈性體、水凝膠、形狀記憶高分子和導電彈性體等4D打印材料及其組合結構多材料4D打印，滿足不同應用領域材料功能需求。
多材料多功能耦合結構一體成型：實現高復雜度、高精度、多功能的多材料耦合結構一體化成型，支持最多同時打印3種材料，實現層內/層間多材料切換，且多材料層內過渡區尺寸＜100微米，確保功能梯度材料的精準銜接與性能協同。
03應用前景：從實驗室到產業化的跨越
作為面向工業場景的多材料4D打印設備，microArch? M150憑借其25微米級超高精度與多材料協同打印能力，為前沿科技領域提供了從功能材料集成到復雜結構成型的全鏈條制造解決方案，推動多領域技術突破與產業升級。
柔性電子領域：通過導電彈性體與彈性基底的復合打印，實現電子電路與柔性基板的一體化成型。該技術突破傳統電子器件剛性與柔性的兼容限制，為可穿戴設備、健康監測傳感器等產品的輕量化、貼合化設計提供關鍵技術支撐，助力新一代智能終端的開發。
圖：彈性體基底結合導電彈性的柔性電路。
超材料微型機器人領域：創新采用硬樹脂與韌樹脂的多材料組合工藝，成功攻克微型移動機器人結構復雜性與功能多樣性的制造難題。該方案支持精密傳動結構與柔性驅動單元的集成設計，為醫療微操作、環境監測等場景中的微型機器人研發提供制造基礎，推動智能微系統向高集成度方向發展。
生物醫療領域：通過水凝膠與硬樹脂增強相/形狀記憶高分子（SMP）的功能復合，為組織工程支架、可植入醫療器械等提供創新制造路徑。設備精準調控材料分布與功能梯度的能力，可精準模擬生物組織的復雜微觀結構，推動個性化植入體與智能響應型醫療器件的研發進程。
航空航天領域：形狀記憶高分子與導電彈性體的組合可用于制造自適應航天器結構。該類結構可通過環境感知實現形態自主調控與智能折展，在極端空間環境下保持功能穩定性，為航天器輕量化設計與空間適應性提升提供關鍵技術支撐。
04戰略意義：智能精密制造的跨越
當前全球4D打印技術發展面臨兩大核心挑戰：微結構制造精度和智能材料的突破。摩方精密的微米級加工能力與質多三維的多材料動態切換技術，恰恰構成了解決這兩大難題的最佳技術組合。
雙方合作研發將突破功能梯度材料的工業級制造瓶頸，為傳感彈性體、智能導電體、軟體機器人、生物活性支架及柔性傳感陣列等前沿領域，賦予材料以環境自適應性與功能可編程性。
未來，隨著多材料4D打印技術在更多行業的深入應用，我們有望看到更加智能、自適應、環境友好的制造模式和產品形態出現。從微納尺度的智能器件到宏觀尺度的自適應結構，4D打印技術將為人類解決復雜挑戰提供全新路徑。
