德累斯頓工業(yè)大學(xué)的研究人員已使用保險絲制造（FFF）技術(shù)來配制和3D打印基于TPU的磁性彈性體長絲。通過使用新穎的打印頭和磁場，該團隊能夠在熱塑性彈性體基體中預(yù)先配置磁性顆粒，使其一旦被擠出就具有磁性。磁性“智能材料”術(shù)語“智能材料”是幾年前出現(xiàn)的，用于描述在配制后已進一步功能化并具有特殊性能的材料。對于本研究中的長絲，磁流變彈性體（MRE）是一種智能材料。研究人員認為，將MRE的附加功能與低成本FFF技術(shù)帶來的設(shè)計自由相結(jié)合，可以解決各種機械問題。 MRE主要有兩種類型：各向異性MRE和各向同性MRE。各向異性結(jié)構(gòu)描述了方向相關(guān)的特性，其中磁場被施加以預(yù)先配置磁性添加劑并使它們與磁場對齊。

這種特殊的結(jié)構(gòu)被鎖定在固化的基體中（熔融處理后），并且僅在一個平面上產(chǎn)生磁性。各向同性的結(jié)構(gòu)描述了沒有施加磁場的情況，因此磁性粒子隨機分布在整個矩陣中。磁性不僅分布在平面上還是在平面上太強，并且這種性質(zhì)與方向性無關(guān)。預(yù)制磁性TPU研究人員的目標(biāo)是使用FFF制造預(yù)制（各向異性）的MRE零件。他們向TPU Filaflex 82A添加了大于10微米的鐵粉顆粒。選擇最小尺寸是因為它允許研究人員在研究新型復(fù)合材料MRE的微觀結(jié)構(gòu)時使用計算機斷層掃描（CT）跟蹤單個顆粒。產(chǎn)生的原始材料是包含隨機分布的鐵粉顆粒的非結(jié)構(gòu)化復(fù)合長絲。燈絲將繼續(xù)與新的打印頭一起使用。打印頭設(shè)計為在擠出過程中構(gòu)造鐵添加劑。為了對齊燈絲中的磁性材料，團隊在加熱塊正上方的空間中安裝了兩個環(huán)形磁鐵。這樣，隨著燈絲變成其熔融形式，鐵添加劑將逐漸開始使其自身與磁場對齊。量身定制的打印頭安裝在市售的Ultimaker 2+ 3D打印機中，細絲穿過該打印機。在對已打印樣品進行CT處理后，觀察到其微觀結(jié)構(gòu)分布，研究人員證實，新的打印頭在打印前成功地在細絲中構(gòu)建了磁性添加劑。

該團隊希望該方法最終將得到改進，以生產(chǎn)用于醫(yī)學(xué)工程和軟機器人的最終零件。可以在標(biāo)題為“基于熱塑性聚氨酯的熔絲制成的場結(jié)構(gòu)磁性彈性體”中找到此研究的更多詳細信息。它由E. Dohmen，A。Saloum和J. Abel合著。長絲的研發(fā)在增材制造領(lǐng)域非常重要，因為在生產(chǎn)專業(yè)和工業(yè)零件時，原材料與其使用的機器一樣重要。我們已經(jīng)看到公司和機構(gòu)繼續(xù)嘗試增強現(xiàn)有材料特性或完全開發(fā)新的材料特性。今年早些時候，美國陸軍開發(fā)了一種新的高強度聚合物長絲，專門用于戰(zhàn)場上的關(guān)鍵任務(wù)部件。在北京，研究人員開發(fā)了一種具有抗菌特性和淀粉的基于PCL的復(fù)合長絲。