中國教育報-中國教育新聞網(wǎng)訊（記者 程墨 通訊員 周俊 姜永鴻）記者7月2日從武漢科技大學(xué)獲悉，該校學(xué)生團隊自主研發(fā)的“多材料雙噴頭五軸混合3D打印設備”，把硬電子材料精準“印”進(jìn)軟材料里，突破了3D打印的傳統局限打印機。基于此打印出的用于肺呼吸監測的壓力傳感器，將助力醫療服務(wù)精細化。

數據顯示，我國慢性病如高血壓、糖尿病死亡率超過(guò)80%，這些疾病的檢測和治療一直是醫療領(lǐng)域的難題打印機。但現在多數病人佩戴的血糖監測設備體感不好、數據不準，影響后續治療。團隊負責人朱佳欣說(shuō)：“我們身邊的親人因為現有檢測設備的問(wèn)題吃了不少苦頭，而3D打印技術(shù)正好有定制化的特點(diǎn)，所以我們想試試看，能不能做出更好的設備。”帶著(zhù)這樣的想法，8名來(lái)自機械、電控、算法領(lǐng)域的本科生充分發(fā)揮各自專(zhuān)長(cháng)，決定研發(fā)能精準貼合患者身體、準確檢測數據的可穿戴醫療傳感器。

為了讓監測設備既精準又舒適，團隊創(chuàng )新開(kāi)發(fā)了五軸控制系統，相比傳統打印機的x、y、z三軸，新增了能180度旋轉的u軸和360度旋轉的v軸打印機。這套系統在處理曲面時(shí)，可以有效減小臺階效應造成的“階梯狀”不平整的問(wèn)題，使打印件表面更加光滑，讓可穿戴部件更舒適。

目前，這臺打印機的打印精度達到了33微米，相當于頭發(fā)絲直徑的三分之一，遠超市面上普通打印機100微米的精度打印機。團隊設計的打印機有兩個(gè)“噴頭”，一個(gè)能快速切換不同的硬質(zhì)材料，另一個(gè)通過(guò)兩根獨立料管可以同時(shí)打印兩種軟材料，用來(lái)制作貼合皮膚的保護層。通過(guò)精準控制，軟硬材料能完美結合，實(shí)現“剛柔并濟”。

該項目歷時(shí)兩年研發(fā)，前期進(jìn)行大量理論研究，2024年9月進(jìn)入實(shí)物搭建階段，期間不斷迭代優(yōu)化，獲得了3D打印領(lǐng)域頂尖專(zhuān)家張海鷗教授和史玉升教授的關(guān)注與指導打印機。張海鷗稱(chēng)其“具有重要的科學(xué)意義與應用價(jià)值”。

團隊已與上海一家公司達成初步合作，未來(lái)計劃通過(guò)與企業(yè)深度合作實(shí)現產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化打印機。“我們希望通過(guò)技術(shù)創(chuàng )新，為柔性電子器件的制造提供更高效、更精準的工具。團隊將繼續深化研究，推動(dòng)3D打印技術(shù)在醫療、電子等領(lǐng)域的廣泛應用，為科技強國建設貢獻青春力量。”朱佳欣說(shuō)。

作者：程墨 周俊 姜永鴻