单片，完全3D印刷的磁泵在美国一角次旁边显示。流体端口在左侧和中心的泵中可见，同时在右侧的泵中可见带嵌入式磁体的活塞。
设计是磁性，多材料泵3D的首次演示，全部印在一体中。
一种新型微型泵 - 紧凑，阀门和操作磁力 - 演示了3D打印制造的设备的广泛功能。
仅测量1厘米的体积，泵在单一的过程中在75分钟内制造，使用每单位的多重材料不到3.89美元。它可以使用较少的功率和经历比该尺寸的标准制造泵更少的堵塞来移动液体和气体。其中一个泵设计是磁性多材料泵3D的首次演示 - 全部印在单片中。
Luis FernandoVelásquez-García，MIT MicroSystems技术实验室（MTL）的主要研究科学家（MTL），带领泵的团队。他说，高效和便携式泵可以在酷计算机芯片中使用高效和便携式泵“从燃料电池到发电给热交换器”。
他建议，添加剂制造提供了一种方法来制作包含多种材料的小型化器件，其中包括对更个性化应用程序的需求。
Velásquez-garcía希望验证原则泵将激励其他人在半导体行业设定的“洁净室”批量生产风格相比逐层电脑辅助制造的潜力。 。
虽然研究人员一直在努力使行业的成功开发新型微型设备，“你得出结论，在某些情况下，制造方法不能相同，材料不能相同，以及解决方案的具体实施例非常不同，“他说。
Velásquez-garcía和MTL Postdoc Javier Izquierdo Reyes，由Monterrey Tec-Mit纳米技术计划和Edwards Facum的Anthony Taylor，描述了2020年8月27日的新泵，发出了物理学杂志D：应用物理学。
在左边：流体港口（顶部）和。活塞用嵌入式磁铁（底部）。在中心，一个泵的侧视图。在右边：单片，全3D印刷磁泵的横截面。
泵，每个泵略小于一角一次的直径，成形为由膜覆盖的小汽缸。在膜的顶部是流体室，顶部有两个阀门的端口连接管。研究人员以两种方式印刷泵，使用尼龙12作为两者的结构材料。在第一泵中，磁体压配合到封闭活塞的结构中。使用第二个单片泵，研究人员使用嵌入钕磁铁（NDFEB）微粒的尼龙12来产生泵的磁芯。
尼龙12是一种优异的结构材料，其可以容易地吸收大量的磁性颗粒，并且足够坚固以在初始磁化期间保持静止的NDFEB微粒，这使得可以创建强的永久性磁铁，称为Melásquez-garcía。“在更柔软的材料中，颗粒会摆动，导致磁性复合材料的净磁化。”
泵由外部旋转磁铁驱动，该外部旋转磁铁与内部磁体相互作用以移动活塞并使膜变形，从一个端口向另一个端口推动液体或气体。活塞仅被膜限制，所以它可以在由外部磁铁激活的同时以多种方式移动。由于它是磁力驱动的，因此新装置比气动泵更便携，例如，需要物理地耦合到加压流体的外部源。
研究人员得出结论，新的泵，新泵没有泄漏迹象，其性能超过了最先进的3D印刷微型液体泵，并与微型商用真空泵相比，井进行比较。
“不是关于复制和粘贴的”
虽然泵没有设计有任何特定的应用，但Velásquez-garcía表示，该设备演示了通过单片，多材料3D打印提供的机会。
例如，研究人员能够通过改变印刷方法在保持更可变形的活塞体的同时制造更可变形的膜，使新泵的行程能力增加在硅中经典制造在硅中的泵中经典制造的泵。所有使用相同的尼龙12材料。
“这不是关于复制和粘贴人们之前所做的事情，它真的利用印刷的优势，”Velásquez-garcía说。“如果我们在以前无法解决的问题，我们认为有一个真正的机会，如果我们无法在此之前，我们可以因为这种添加剂制造而无法解决问题。”
新的磁泵“是一种非常聪明的实施，即”复杂性是免费“的数字和添加剂制造的原则，”华盛顿大学生物工程教授的Albert Folcch说，这是没有参与麻省理工学院的研究。“因为这些泵由不同材料和复杂形状的多个部件制成，所以传统的制造和组装往往是昂贵的。”
“如果可以单片创建由多种材料制成的设备，”Velásquez-garcía同意，“如何处理能量和信息的可能性远远大。
作为下一步，Velásquez-garcía和他的同事可能会使用从泵中学到的经验教训来单一地构建微型电动机。但他希望世界各地的人们将由泵设计和制造自己的设备的启发，特别是因为它们可以使用相对便宜和广泛的打印机创建。“也许这可以在民主化技术中发挥作用，”他说。
参考：By Anthony P Taylor，Javier Izquierdo Reyes和Luis FernandoVelásquez-garcía，2020年6月15日，“物理D：应用的物理.DO：
10.1088 / 1361-6463 / AB8DE8
