在3D打印物体中嵌入纤维可用于增加这些物（wù）品（pǐn）的（de）导电性或额外强度（dù）等（děng）特（tè）性。现（xiàn）在，工（gōng）程师（shī）们（men）已经开发出一（yī）种变（biàn）形打印（yìn）喷嘴（zuǐ），以在（zài）打（dǎ）印过程中改变这（zhè）些纤维（wéi）的（de）方向。 通常，碳等功（gōng）能性材料的短纤维只是简单地混（hún）入（rù）打印（yìn）介质中，然后与之一起被挤出。因（yīn）此，它（tā）们通常会以（yǐ）相对（duì）于彼此的随机杂乱状态结束。这对某些应用（yòng）来（lái）说是可以的，但（dàn）对其他应（yīng）用来说是行（háng）不通的。

  马里兰大学的工（gōng）程师们为了寻求一（yī）种能够（gòu）进（jìn）行更（gèng）多控制的替代方案，利用“PolyJet打印”工艺创造了一个原型打印喷嘴，该喷嘴的侧（cè）面有可充气的致动器。通过有选（xuǎn）择地（dì）将空气（qì）抽进抽出，喷嘴的形状就会发生变化，改变（biàn）纤维在其不断（duàn）挤出（chū）的单（dān）一打印介质中的（de）方向。

  在对该设备的测试中，用含（hán）有碳微（wēi）纤维的水（shuǐ）凝胶打印出结构。在（zài）某些区域，纤维的相（xiàng）对随机（jī）取向导致材料吸水（shuǐ）时在所有方向上都（dōu）同样膨（péng）胀。在其他区域，纤维（wéi）方（fāng）向比较（jiào）一致的情况下，导致（zhì）材料主（zhǔ）要向（xiàng）一（yī）个（gè）方（fāng）向膨（péng）胀。

  这项（xiàng）技术可以在被（bèi）称为“4D打印”的领域中（zhōng）找到用武之（zhī）地，在该（gāi）领域中，3D打印的（de）物体会根据（jù）外部刺（cì）激（jī）而改变形态。它还（hái）可以用于更传（chuán）统的（de）3D打印物品，这些物（wù）品在不同（tóng）的区域具有不同的弹性，热，磁性或电气特性。

  “通过为研究人员提供一种可（kě）访问的方法来3D打（dǎ）印（yìn）纤维（wéi）填充复（fù）合材（cái）料，并（bìng）按需控制其（qí）纤维方（fāng）向（xiàng），从而控制其最终性能（néng），这项工作（zuò）为3D打印的新应用打开了大门，这些（xiē）应用利用这些（xiē）独特（tè）的材料特性及其实现的独特功能，”参与这项研究的副（fù）教授Ryan Sochol说。