多材料打印（Multi-Material 3D Printing）通过组合不同材料，能够实现复杂功能、结构或性能需求。以下是常见的材料组合及其应用场景：

1.弹性体与刚性材料组合

典型组合：

TPU（热塑性聚氨酯）+PLA/ABS

应用：鞋底、柔性外壳、机械缓冲部件。

优势：TPU提供柔韧性和抗冲击性，PLA/ABS提供结构强度。

TPU+碳纤维增强材料

应用：运动器材、工业夹具。

优势：碳纤维增强刚性，TPU增加耐磨性。

案例：

银禧科技开发的PEEK复合材料打印线材（结合PEEK与轻量化材料），用于机器人关节，兼具高强度与柔韧性。

2.热塑性材料与导电材料组合

典型组合：

PLA/ABS+导电油墨/石墨烯

应用：电子原型、柔性电路、传感器。

优势：导电材料实现电路功能，热塑性材料作为绝缘基底。

PETG+碳纤维

应用：无人机支架、电动工具外壳。

优势：碳纤维增强导电性和抗静电性能。

案例：

RMIT开发的低成本钛合金（替代传统Ti-6Al-4V），通过3D打印实现航空航天和医疗器械的轻量化与高导电性需求。

3.金属与聚合物组合

典型组合：

不锈钢粉末+尼龙/PLA

应用：机械零件、齿轮、模具。

优势：金属提供强度，聚合物降低重量。

铝粉+热塑性弹性体

应用：汽车内饰件、减震部件。

优势：轻量化与吸能特性结合。

4.生物材料与支架材料组合

典型组合：

生物墨水（如明胶、海藻酸盐）+PLA/PLGA支架

应用：组织工程、骨修复、器官打印。

优势：生物墨水提供细胞培养环境，支架材料引导组织生长。

羟基磷灰石+聚合物

应用：牙科种植体、骨移植材料。

优势：羟基磷灰石促进骨结合，聚合物提供可塑性。

案例：

RMIT团队开发的生物基复合材料（TPU+竹炭颗粒+亚麻纤维），用于汽车减震部件和防护设备。

5.光敏树脂与功能材料组合

典型组合：

光敏树脂+陶瓷粉末

应用：牙科模型、精密模具。

优势：光敏树脂提供高精度，陶瓷增强硬度。

光敏树脂+金属纳米颗粒

应用：光学器件、导电涂层。

优势：金属颗粒赋予导电或反射特性。

案例：

昊宇新材料的多次光固化树脂，通过多组分树脂组合实现复杂功能，适用于高精度工业零件。

6.复合材料与天然材料组合

典型组合：

亚麻纤维+TPU

应用：环保包装、轻量化结构件。

优势：天然纤维增强机械性能，TPU提供柔韧性。

竹炭颗粒+PLA

应用：空气净化部件、抗菌制品。

优势：竹炭吸附异味，PLA提供可降解性。

案例：

RMIT的TPU/竹炭/亚麻纤维复合材料，通过双挤出系统实现高能量吸收和阻燃性，适用于汽车和防护装备。

7.多功能材料组合

典型组合：

相变材料（PCM）+聚合物

应用：温控服装、建筑隔热材料。

优势：PCM吸收/释放热量，聚合物作为载体。

磁性材料+热塑性塑料

应用：磁性传感器、微型电机。

优势：磁性材料实现定向控制，塑料提供结构支撑。

案例：

宁益装饰材料的双面打印喷墨打印机，通过上下双面同时打印特殊材料（如磁性油墨与树脂），显著提高效率。

选择多材料组合的注意事项

材料兼容性：

确保不同材料的熔融温度、收缩率、化学稳定性相近，避免层间开裂或变形。

例如：TPU与PLA混合打印时需匹配喷嘴温度（约210–230℃）。

打印工艺适配性：

FDM技术需多喷头支持，SLA/DLP需多光源或混合树脂槽。

高端设备（如华曙高科的工业级3D打印机）可支持复杂材料组合。

应用场景需求：

医疗领域优先选择生物相容性材料（如PLGA、PCL）。

航空航天需兼顾轻量化与高强度（如钛合金复合材料）。

成本与可持续性：

生物基材料（如亚麻纤维、竹炭）可降低环境影响。

RMIT的低成本钛合金通过替代钒元素显著降低成本。