低成本混合3D打印制造设备
新方法结合了挑选和电子元件的地方做出灵活的弹性导电油墨的印刷精度，可穿戴式传感器。
在哈佛大学Wyss研究所开发了一种新的混合3D打印技术，哈佛John A. Paulson学院工程与应用科学学院和空军研究实验室结合弹性导电油墨和电子元件为灵活、耐用的可穿戴设备，移动身体，提供增强的可编程性。SMT贴片加工
人体皮肤必须伸缩，以适应身体的每一个动作。身体上任何紧绷的东西都必须能够在肌肉和关节周围弯曲，这就有助于解释为什么像氨纶这样的合成纤维在运动服中很流行。能够追踪和测量人体运动的可穿戴式电子设备必须具有类似的特性，但在皮肤上或类似于基体材料上集成刚性电子元件已被证明是具有挑战性的。这样的部件不能像软材料那样伸展和分散力，而这种柔性的不匹配集中在硬、软元件之间的应力集中，经常导致可穿戴设备失效；
现在，Jennifer Lewis的实验室之间的合作，来自哈佛约翰A.保尔森工程与应用科学学院（SEAS）和威斯生物工程研究所于哈佛大学和J. Daniel Berrigan博士和Michael Durstock博士在美国空军研究实验室已经建立了一个新的软性电子的添加剂制造技术，称为混合3D打印技术，结合软、导电油墨和刚性电子元件基体材料为单一的伸缩装置。
“有了这项技术，我们可以打印电子传感器直接到材料、数字贴片电子元件、印刷导电互连，完成电子电路需要读取传感器的数据信号一举，说：”第一作者Alex Valentine，谁是在威斯研究所工程师时研究已经完成，目前正在一个医学生在波士顿大学医学院。
伸缩导电油墨是由热塑性聚氨酯（TPU）、柔性塑料是混合的银片。纯TPU和银TPU油墨印刷，以创建设备的底层软基板和导电电极，分别。
瓦伦丁解释说：“由于基板和电极都含有TPU，当它们在一层一层地联合印刷时，它们在干燥前牢固地粘附在一起。”。“经过溶剂的蒸发，对油墨的固化，形成一个完整的系统，既有柔性。”
由于油墨和基板是三维打印，我们完全控制在哪里的导电功能的图案，并可以设计电路，以创建几乎所有大小和形状的软电子器件。
印刷过程中产生的导电油墨的银片排列沿印刷方向所以他们的平板，板状层的边上的另一个，像重叠的叶子在森林的地面上。这种结构调整提高了他们在印刷电极上导电的能力。
“因为油墨和承印物是3D打印，我们已经完全控制在导电特征的图案，可以设计电路来创建几乎所有的大小和形状的软性电子设备，”Will Boley说，博士，在纸的海洋和合著者刘易斯实验室博士后研究员。
软传感器组成的导电材料，具有改变其电导率时捉襟见肘（这是他们如何检测运动）加上一个可编程的微控制器芯片来处理这些数据，以及一个交流数据的一种形式，人类可以理解的读出装置。要做到这一点，研究人员结合印刷软传感器与数字“拾取和放置过程”，运用适度的真空通过一个空打印喷嘴（通过墨水通常被分配）接电子元件放置在基板表面在一个特定的、可编程的方式。
由于这些表面安装的电气元件（如LED、电阻、微芯片）本质上是硬而硬的，研究小组利用TPU的粘合性能，在将它附着在底层软质TPU基材之前，在每个组件下面涂上TPU油墨点。一旦干燥，TPU点用于锚定这些刚性组件，并在整个基体中分配应力，使完全组装的设备在保持功能的同时拉伸到30%。一种由12个LED连接在一个平面TPU板上的装置，用这种方法制造，能够反复弯曲成圆柱形，而不会降低LED灯的强度或机械故障。
作为一个简单的概念证明，他们的团队创建了两个软电子器件来演示这种添加剂制造技术的全部功能。通过打印TPU和银TPU油墨电极到纺织基地和应用单片机芯片和读出发光二极管通过拾取和放置的方法制备了一种应变传感器，产生一个耐磨套样的装置，显示多少人的臂弯通过连续照明的LED。第二装置，在一个人的左脚形状的压力传感器，是由印刷交替导电银电极层和绝缘TPU TPU形成柔软的TPU衬底电容器创建的，其变形模式是由一个手动电读出系统处理使视觉“热图”形象的脚当一个人走在传感器。
虽然团队继续优化他们的材料和方法，混合3D打印广泛适用于制造各种电子设备。
“我们都拓宽了可印刷电子材料的调色板，扩大了我们的可编程的多材料打印平台，使电子元件的数字拾取和放置”。我们相信，这是一个重要的对定制的第一步，可穿戴电子产品，成本较低，机械坚固，”Lewis说，谁是该论文的通讯作者，在威斯研究所的核心成员，和hansjörg Wyss教授在海洋生物工程。
该项研究的其他作者包括特拉维斯巴斯比，在刘易斯实验室的创始人之一voxel8研究生；Jordan Raney，Ph.D.，在工程学院的助理教授，目前刘易斯实验室前博士后在宾夕法尼亚大学应用科学；Alex Chortos，博士，和一个博士后在刘易斯实验室；Arda Kotikian，在Lewis实验室的研究生研究员
这项研究是由美国空军研究实验室的材料和制造局和UE支持，万尼瓦尔布什学院奖学金计划的海军研究办公室，从gettylab慷慨的捐款，在哈佛大学和Wyss研究所。