本篇成果发布于功能材料领域顶刊Advanced Functional Materials，依托AJP气溶胶喷射增材制造工艺开展多材料同步直写相关研究，以纳米铝、氧化铜热剂为研究对象，优化打印喷头内部结构，改善成型后粉体混合均匀度，同时实现组分梯度可控成型，还完成射频与含能材料一体化打印，打造可无线触发点火的微型器件，拓展直写制造在火工、柔性射频领域应用空间。

传统单层DIW浆料直写设备仅支持单一物料成型，多组分材料同步打印时容易出现燃料、氧化剂分层现象，界面接触面积不足会直接拉长点火响应时间，降低能量释放效率。气溶胶喷射AJP属于无接触式3D打印工艺，适配多种柔性薄膜与异形曲面基底，成型分辨率可达10微米，可同步输送多股气溶胶原料，在线完成物料混合，在含能材料、印刷电子领域具备独特应用优势。

基础双料AJP打印体系与单组分墨水成型特征

研究搭建双入口T型基础AJP气溶胶喷射打印装置，分别配置纳米铝、纳米氧化铜两套专用墨水，两套体系溶剂组分保持一致，避免气溶胶输送过程发生不良反应。工作人员单独打印两种原料样品，对比成型线条宽度与表面形貌，铝基墨水成型线条更宽，表面粗糙度数值更高；氧化铜墨水成型精度更高，溢出现象更少。实验通过调整雾化电压、载气流量匹配两种物料沉积速率，让成型样品化学计量比接近理论最优配比。

喷头结构对粉体混合均匀度的影响规律

论文设计两种喷头结构开展对照实验，第一种为普通T型直通喷头，两股气溶胶输送时保持层流状态，打印后铝、氧化铜出现明显条带分层结构，燃料与氧化剂接触界面有限，不利于充分反应；第二种在喷头内部增加静态曲折混合流道，气溶胶多次分流重组后混合均匀度大幅提升，成型样品无明显分层，两种颗粒充分交织，有效缩短反应扩散距离。

搭载静态混合喷头的打印系统可实时调节两路墨水载气流量，单次打印路径内连续调整铝铜物料占比，制备组分梯度功能薄膜，同一基板上可实现多种材料性能分区，简化梯度材料制备流程。

梯度成型工艺与射频含能天线一体化制造

依托可动态调控载气流量的AJP气溶胶喷射设备，能够在单次成型工序内连续改变燃料、氧化剂配比，样品铝元素占比可在43.95%至91.28%区间连续变化，按需调整点火、燃烧相关性能。研究进一步分步成型射频含能器件，先打印2.45GHz银谐振天线，再在天线中心直写纳米热剂涂层，依靠微波电磁场实现无接触无线点火。

点火测试结果显示复合热剂天线点火延迟约130毫秒，点火能量216焦耳，微波作用下可喷射高温燃烧颗粒，适合各类次级引燃器件开发，整套一体化成型方案简化微型射频火工品制造工序。

工艺工程应用参考价值

第一，AJP气溶胶喷射属于无接触增材制造，适配各类平面、柔性薄膜基底，微型精密器件成型优势突出；

第二，内置静态混合打印头解决多材料成型分层缺陷，无需提前预混合危险含能粉体，降低实验操作安全风险；

第三，数字化气流量调控实现组分梯度原位成型，单套打印设备即可制备多性能功能薄膜，减少多套墨水研发成本；

第四，射频电路与含能材料一体化直造成型，无线微波点火方案适配航空安防、芯片自毁、微型推进器件研发。

本文多材料气溶胶喷射直写整套成型思路，可匹配各类科研单位DIW浆料直写实验研发需求。铂邦专注DIW浆料直写设备研发制造，可根据科研、量产需求，提供标准化打印整机、软硬件系统定制、专属浆料工艺全流程技术服务。