研究背景
超材料是一类人工设计的结构材料，通过精巧的几何构型而非化学成分，实现天然材料不具备的奇异电磁或力学特性，如负介电常数、负磁导率、负泊松比等。传统超材料多为单一材料制成，其功能一旦成型便固定不变。而刚柔耦合旋转超材料将刚性骨架与柔性铰链相结合，通过旋转单元的相对角度变化，动态调控电磁波/微波/毫米波传播，亦可作为射频开关或可重构电路，通过旋转实现特定路径的导通与断开。这类结构在可重构智能表面、相控阵天线、可调滤波器、可编程超表面以及无线通信开关等领域展现出巨大潜力。 然而，这类复杂结构涉及多种材料的精准复合与空间分布，传统制造工艺或单材料3D打印工艺往往需要多步成型、装配或粘接，效率低、精度差，难以实现真正的“一体化”成型。
解决方案
一招破解：离心式多材料3D打印，刚柔耦合结构一体成型
深圳质多三维科技（MultiMatter）自主研发的多材料光固化3D打印机，采用独创的离心式多材料切换技术，通过打印平台高速旋转（最高10000转/分钟）来快速去除残液，实现硬树脂、弹性体、水凝胶、形状记忆聚合物、导电弹性体、介电弹性体、陶瓷等多种材料的快速切换和精密复合成型。单次打印最多可切换2500次，轻松制造层内多材料、层间多材料、材料空间任意分布的复杂三维异质结构。
以“刚柔耦合旋转超材料”为例：刚性面板采用高精度硬树脂，柔性铰链采用高弹性材料，二者在打印过程中自动交替成型，一次打印即可获得完整的、可旋转的刚柔耦合超材料结构。
采用形状记忆聚合物材料制造铰链，还可获得具有形状记忆功能的旋转超材料结构。通过形状编程使结构收拢，受热时（玻璃化转变温度以上）即可自动展开。
设备参数
设备硬实力：微米级精度，满足超材料苛刻要求
作为多材料光固化3D打印技术的引领者，质多三维自主研发了MultiMatter全系列多材料光固化3D打印机及配套多材料模型切片软件，可同时打印2~4种材料，支持多种功能材料异质结构的一体化打印成型。其中，C10系列多材料3D打印机价格仅15.9万起，旨在以亲民价格推动多材料打印技术走进各高校及课题组，助力广大科研工作者低成本开展超材料创新研究。
- 同时打印2~4种材料，全自动多材料打印
- 适配材料粘度范围广（5-5000 cps），支持客户自研材料
- 支持多材料空间任意分布的复杂三维异质结构一体化成型
材料性能
材料库：从刚性到弹性，从导电到形状记忆
我们提供覆盖多种力学与功能特性的光固化材料体系，为刚柔耦合及多功能异质结构设计提供基础原料：
以上材料可自由组合，如硬树脂+弹性体制造旋转铰链或关节，形状记忆聚合物+导电弹性体制造可编程变形的智能超材料。
结语
借助质多三维的多材料光固化打印方案，研究人员和工程师可以直接3D打印出完整的刚柔耦合旋转超材料结构，无需装配、无需粘接，并且精度高、材料界面结合牢固。无论是验证新型超材料电磁调控行为/力学行为，还是开发智能软体器件，本公司的多材料光固化3D打印方案将大幅缩短创新验证周期，为多功能超材料的一体化制造提供高效路径。
