麻省理工學院（MIT）研究人員已開發出一個 3D 打印平台，能夠在單一過程中製造出完全功能的電機，潛在地讓工廠能夠在幾小時內現場生產替換馬達。該系統利用多材料擠出技術，能夠打印由導電、磁性及結構材料組成的複雜設備，而無需專門的製造設施。在一個示範中，團隊在約三小時內成功打印出一個可運作的電動線性馬達。
傳統上，電機通常是在集中式設施中製造，並需要多個加工步驟及專業設備。當工廠中的馬達損壞時，通常需要從遙遠地點訂購零件，導致停工及額外成本。MIT 團隊希望通過讓這類設備能夠在本地打印來改變這種情況，利用一個整合的平台來處理不同材料類型的製作。
為了實現這一目標，研究人員對現有的擠出式 3D 打印機進行了改造。他們增加了四個獨立的擠出機，每個擠出機設計用來處理不同類型的原料。一些材料以熔融絲材形式沉積，而其他材料，如導電墨水，則需要壓力驅動系統。
團隊的成員路易斯·費爾南多·維拉斯奎茲-加爾西亞（Luis Fernando Velásquez-García）表示：「這存在著重大工程挑戰。我們必須想辦法將許多不同形式的擠出打印方法無縫結合在一個平台上。」該系統包含了精心放置的傳感器和新的控制框架，以確保每個工具的位置精確。即使是細微的層間錯位也會影響電機的性能，因此準確性至關重要。
團隊專注於打印線性馬達，這種馬達能夠產生直線運動，常用於機器人、光學系統及輸送帶。該馬達使用五種不同材料打印，只需一個後處理步驟：對硬磁性組件進行磁化。研究人員估計，打印出該馬達的材料成本約為 50 美分。
性能測試顯示，該馬達的驅動能力比依賴複雜液壓放大器的常見線性發動機高出數倍。研究人員將這個馬達視為一個概念驗證，而非最終目標。他們的更大願景是實現複雜電子和機電系統的分佈式製造，從而減少對全球供應鏈的依賴。
這雖然是一項偉大的成就，但僅僅是個開始。維拉斯奎茲-加爾西亞指出：「我們有機會通過在現場一次性製作硬體來根本改變製造方式，而不是依賴全球供應鏈。」將來，團隊計劃將磁化步驟直接整合到打印過程中，並展示完全 3D 打印的旋轉馬達。他們還打算擴大平台上的工具數量，以實現更先進電子設備的單體製造。
儘管團隊對這款馬達及其性能感到興奮，但他們同樣受到啟發，因為這只是未來許多可能徹底改變電子製造方式的事物之一。這項研究部分由 Empiriko Corporation 和 La Caixa 基金會資助，研究結果已發表於《虛擬與實體原型設計》期刊上。
