在增材制造（AM）的“内卷赛道”里，直接墨水书写（DIW）绝对是科研圈的“潜力股”选手！凭借材料适配性拉满、工艺柔性在线、微尺度构建拿捏精准等优势，近年在高校实验室、科研院所的热度一路飙升，成为冷门研究破圈、热门方向深耕的“神器”。

   不同于大众熟知的熔融沉积（FDM）技术，DIW走的是“常温挤出”路线，核心逻辑简单好懂：把具备特定流变性能的墨水，靠细喷嘴沿数字路径逐层“画”出三维结构，全程无需高温加热，对敏感材料友好度直接拉满。可能有科研er知道，这项技术早在1997年就由桑迪亚国家实验室“解锁”，最初用于陶瓷结构打印，而如今二十多年过去，DIW早已打破材料边界，聚合物、金属、复合材料、生物材料全hold住，妥妥的实验室小规模制造“万金油”。

   要搞懂DIW的核心竞争力，先从“工艺+墨水”这对CP说起。其流程和传统3D打印大同小异，先建CAD模型、切片生成路径，再靠外力将墨水从喷嘴挤出沉积。但关键差异在于，DIW无需加热，墨水的流变性能直接决定“打印效果上限”，这也是科研er们重点攻关的方向。适配DIW的墨水必须具备“三项全能”：一是剪切变稀性，就像牙膏一样，受力时黏度下降好挤出，松手后迅速定型不溃散；二是黏弹性，得有足够“支撑力”，避免层间坍塌，复杂结构也能稳稳hold住；三是屈服应力平衡，既要喷得顺畅，又要沉积后快速定形，不能“软塌塌”。实际应用中，墨水黏度通常在10²至10⁶ mPa·s之间，1s⁻¹左右的剪切速率下加工性能最佳，固化方式也可按需选择，自然干燥、热处理、光交联等都能适配，完美匹配不同材料的功能需求。

   比起受限于热熔材料的FDM、依赖光敏树脂的SLA，DIW的“材料自由”堪称降维打击！目前科研中常用的墨水，从聚合物、陶瓷、水凝胶到石墨烯、合金、玻璃，甚至食品原料都能覆盖，打印生物墨水材料时，它是适配细胞负载、生物相容性拉满的生物3D打印机，助力组织工程支架、仿生器官模型研发；用于药物新制剂改良时，又能变身药物3D打印机，精准调控制剂形貌与缓释速率，为靶向药、长效药研发提供高效工具；进行陶瓷材料打印开发时，它是兼顾精度与结构稳定性的陶瓷3D打印机，轻松搞定高性能陶瓷构件的微尺度成型；参与食品研发创新时，还能化身食品3D打印机，实现功能性食品的定制化造型与营养配比；在储能领域，它能打印高比表面积的三维多孔电极，让锂离子电池、超级电容器的电化学性能再升级，全能属性拉满。更绝的是，DIW支持多喷嘴协同打印，异质结构一次成型，自支撑、自由曲面、三维孔隙等复杂形态都能搞定，还不用额外加支撑，材料利用率和构型灵活性直接拉满，给科研创新留足了空间。

电极材料打印

药物3D打印

食品3D打印

   不过科研er们也懂，DIW想从“实验室走向工业化”，还得跨过几道坎：墨水配方门槛高，不同材料难以通用，调试成本不低；为了保证精度和层间结合力，打印速度只能“慢工出细活”，效率受限；大型构件或高纵深结构容易因重力变形，结构稳定性待提升；目前大多停留在科研场景，工业级适配还需突破。但不可否认，DIW的发展前景绝对值得期待！未来模块化硬件平台、多材料协同打印、智能墨水研发、实时监控优化等方向，都将成为技术突破的关键。随着墨水配方、打印控制、后处理技术的持续迭代，DIW有望打破现有局限，在功能器件、医学工程、智能制造等领域实现从“概念验证”到“工程化应用”的跨越。对于深耕前沿研究的高校和科研院所来说，DIW这种“材料兼容性+构型灵活性”双在线的技术，无疑是突破研究瓶颈的重要工具。深圳森工科技的DIW直写3D打印机，精准适配科研场景需求，助力科研er们在材料研发、结构创新中少走弯路，解锁更多研究可能！