据美国能源部橡树岭国家实验室（ORNL）披露，研究人员开发出一套创新的挤出系统，通过特殊设计的喷嘴将多个3D打印挤出头整合为单一高输出流体。该系统在保持大型挤出机速度的同时，提供了更强的灵活性、精度及多材料打印能力。

大型挤出机重量过大，需要更坚固且昂贵的龙门架或机械臂承载移动。随着输出量增加，在低输出应用中精度会下降，导致材料流动不稳定。这种不一致性对打印小型部件和大型渐变结构均构成挑战，往往需要降低打印速度以避免热量积聚引发的变形和打印失败。ORNL的适应性解决方案允许用户在不影响质量的前提下激活或停用小型挤出单元，更重要的是，该系统能在单道打印中实现多材料同步成型，无需更换设备。

项目负责人、ORNL研究员哈利勒·特基纳尔普表示："这套系统使小型挤出机无需承受额外重量负担即可匹配大型系统的输出能力，并实现了单道打印内的多材料挤出突破，有望重新定义挤出式增材制造技术。这些进展将助力美国制造业提升竞争力，拓宽尖端生产技术的应用范围。"

凭借快速精确打印不同材料的能力，该挤出系统可制造出集强度、柔韧性等特性于一体的复合部件。这种多功能性使其在多个行业具有应用潜力：航空航天领域可制造防撞板或雷达吸波部件；能源领域可生产阻燃外壳或用于电池架、热能系统的轻量化模块化支架；国防领域可建造高强度轻质掩体或防护板；民用领域则可实现增强桥面、汽车保险杠、船体等结构的一体化连续打印。

该技术的核心在于采用铝青铜（兼具强度与导热性）制造的专利待审喷嘴模块，其内部结构能将平行排列挤出机的两股熔融聚合物流合并。这种设计使系统能处理多种大规模颗粒原料，在多种配置下持续实现流量倍增，并有望达到三倍、四倍甚至更高的挤出效率。多路复用系统通过Y型喷嘴设计简化了挤出流程，并显著降低了打印体中心孔隙率。

除Y型喷嘴外，研究人员还开发出能生成芯鞘结构打印道的专利喷嘴——即以一种材料包裹另一种材料，极大拓展了多材料增材制造的适应性。这项突破使两种具有不同机械/功能特性的材料能在单道打印中精确结合。凭借这些进展，制造商可植入具有更强层间粘合力的复合芯材，解决一直困扰聚合物增材制造的分层问题。

项目另一位技术负责人维平·库马尔指出："这项创新开启了新的制造维度，在防止交叉污染（即不同材料保持纯净且不会意外混合）的前提下，能够实现动态材料切换的复杂高效创意设计。"