1.1 项目背景三维（3D）打印技术彻底革新了高性能材料的制造方式，提供了前所未有的设计灵活性和自由度。然而，实际应用中依然面临材料种类受限及成品质量不佳等挑战，通常无法达到传统制造方法所能实现的性能标准。这种局限性主要源于现有打印技术依赖于热固化或光固化的原理，需要特定的光学和热学性能支持，同时受制于光衰减、热传导，以及添加剂、填料和预固化阶段的影响，导致材料需经过精密设计才能满足打印工艺的要求。解决这一问题的关键在于开发突破光、热导相变及流变性限制的新型打印机制。1.2 取得成果3D打印应以材料为核心，强调使制造工艺与材料的本征性能相匹配，而非迫使材料为适应工艺或设备而妥协其固有特性。为此，本研究团队另辟蹊径，于国际首创基于机械力驱动的增材制造策略，绕过了传统增材制造对光学、热学及流变特性的严格要求，具备以下显著优势：1）毫秒级固-液-固转变速率。通过机械力驱动，实现材料固-液-固相变速率可达50毫秒，相较于传统光固化和热固化增材制造技术（通常为数秒至数十秒）提高至少两个数量级。超快相变速率能够支持在90°（垂直）至0°（水平）的悬空结构直接打印，无需支撑结构或辅助固化系统，大幅提升了复杂几何结构的制造能力。2）固-液相变可逆性。机械力诱导的固-液相变具备高度可逆性，允许在打印过程中进行擦除、修改、结构重建操作，是传统增材制造技术所不具备的显著优势，提供了实时优化与调整复杂结构设计的可能性，极大增强了工艺灵活性与设计自由度。3）微米级按需液化控制。该技术能够在微米尺度范围内实现精确的按需液化操作，并具备时空可控的固-液-固相变调控能力，显著提升了增材制造过程中对复杂结构的构建能力。4）无改性直接打印。该技术可对原材料直接打印，绕过了传统工艺对材料光学、热学和流变性能的严格要求。其基于“先固化后打印”的原理，液态材料可先固化为固态，再通过机械力诱导液化和再固化，构建指定的复杂结构。同时，该技术也允许对固态材料的直接打印，兼顾液相与固相原材料的打印，拓宽了可打印材料的种类和应用领域。5）广泛的材料兼容性。研究团队依托该技术已成功实现对多种固态材料的直接打印，包括商用树脂和3M胶带等常见材料。生活中常见聚合物，如塑料袋/瓶、牙签棒、亚克力板、PVC管等材料亦可通过机械力诱导按需固-液-固转变，目前处于喷头设计及喂料方式优化阶段。验证过程中，尚无法实现固-液-固转变的材料主要为PDMS。此外，液态原材料可先固化为固体再进行打印，从而根据目标器件的性能需求灵活设计原材料的成分。例如，以聚硅氮烷为基体时，可以添加纤维、颗粒、纳米片等金属、陶瓷或聚合物填料，填料浓度适配范围为0wt%至65wt%（加入稀释剂后可进一步提高），是传统打印方式无法达到的成分浓度设计自由度，进一步扩展了材料选择的灵活性和应用潜力。

本项目的核心技术为喷头，全新自主研发设计，其打印原理为国际首创，兼具薄膜喷印与面外3D复杂结构打印能力。希望合作单位提供以下指导与帮助：1）需求单位为3D打印制造领域2）提供平台安装调试喷头，指出应用过程中典型问题3）本项目主要技术特点为材料兼容性广及材料无改性直接打印，提供现3D打印领域无法打印的材料和结构及一些领域类突出问题及演示案例，通过该喷头得到解决和展示4）支持成果论文的发表