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　　对受自然启发的细胞超材料的广泛研究激发了使用单一材料和多功能性的全球创新。使用多材料的复杂几何形状的增材制造（AM）提供了额外的功能、环境适应性和改进的机械属性。最近，对多材料增材制造（MMAM）技术进行了一些研究，包括多材料、方法、设计和优化。然而，在过去六年中，很少或没有在这一研究领域进行过系统和完整的研究。

　　‘Multi-material additive manufacturing: A systematic review of design, properties, applications, challenges, and 3D Printing of materials and cellular metamaterials’ 一文，旨在全面总结MMAM系统及其基本流程的工作原理。系统地概述了多材料组合及其设计、建模和分析策略。特别是，重点是在多个行业中使用MMAM以及对多材料增材制造部件进行后处理的应用和机会。此外，该研究确定了现有软件包、多材料增材制造过程、材料和连接机制的局限性和挑战，特别是在多材料界面。最后，讨论了克服上述技术挑战的可能策略，并阐述了未来的方向，这将为设计和制造复杂自然物体的研究人员和工程师提供新的见解。

　　该文全面回顾了多材料增材制造（MMAM）的最新发展；讨论了MMAM在各种材料和增材制造方法方面的应用；总结了MMAM设计、建模、后处理和分析策略；强调了MMAM的局限性、挑战和未来趋势。

　　图：（a）激光粉末床熔化（LPBF）处理预混异种粉末的图解，（b）LPBF处理的316L/CuSn10多材料的工艺参数优化防止了最佳工艺条件下的界面开裂，并成功实现了多材料晶格制造，（c）通过LPBF进行的Fe/Al–12Si多材料加工显示尺寸不准确，但结合力足够强。

　　图：（a，b）多材料直接能量沉积（DED）加工示意图，（c，c）具有相应应力分布的DED加工SS316L/IN817多材料的拉伸性能，（d）由激光工程净成形（LENS）制造的具有选择性磁性功能的SS316/SS430多材料，具有适当的界面结合。

　　图：（a）多材料薄板层压工艺的说明，（b）通过薄板层压工艺成功制造Al2O3/Cu–O夹层结构，并进行界面观察，以及（c）演示齿轮形状制造。

　　图：（a）通过材料挤出对预混合粉末进行多材料加工的图示，（b）具有梯度组成的3D打印支架（从左到右：CaSiO3 100%、40%、30%、20%、10%和100%Fe），以及MMAM处理的30%CaSiO3/70%Fe支架的骨再生结果，（c）MMAM通过机械互锁处理金属-金属-聚合物，以增强金属-聚合物的结合，以及（d）其在骨植入物中的成功应用。

　　图：代表性聚合物-聚合物MMAM示例，（a）使用熔丝制造（FFF）制造的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）和热塑性聚氨酯（TPU）样品，（b）使用改进的FFF系统制造的ABS与聚碳酸酯（PC）部件，（c）使用ABS与PC在FFF系统中制造的功能梯度多材料组件，以及（d）使用ABS和TPU的手腕矫形器FFF。

　　图：（a）通过直接墨水书写（DIW）生产的连续FG碳化物基样品，（b）沉积的不锈钢高温合金样品，（c）钛基FG沉积，（d）316L-H13沉积的两种变体，（e）具有梯度孔隙率的CuO泡沫制造，（f）316L-H23 FGM中的硬度分布。

　　图：多材料组成的设计组合。（a）两种材料之间的过渡。（b）两种材料之间的非均匀成分过渡。（c）三种材料之间的过渡。（d）在不同地点之间切换组成。（e）两种材料在密度和成分级配方面的组合。

　　图：MMAM框架的几种设计流程图。（a）Yao等人提出的MMAM程序设计。（b）Shin等人的变体设计工作流程。（c）Wargnier等人的多材料解决方案的材料搜索程序和工具。

　　图：（a）使用四种不同材料设计的晶格结构的压缩模型。（b）可变形为球形帽形状的多材料4D可打印二维晶格结构。（c）Veroblock和Veroclear材料使用数字光处理（DLP）系统进行3D打印。（d）多材料设计的开尔文晶格结构，包括三种不同的材料。

　　图：金属增材制造工艺图解（a）流化床熔化工艺，（b）粘合剂喷射工艺，（c）直接能量沉积工艺。

　　图：（a）开发了DLP系统（用于3D打印）和喷墨系统（用于电路）。（b）m4 3D打印机，一种用于制造复杂结构的混合多材料多方法增材制造系统。

　　图：增材制造部件后处理中使用的几种工艺。（a）用于复杂增材制造组件后处理的铣削加工工艺。用作夹紧装置的支撑结构。（b）单脉冲激光抛光和混合激光抛光工艺增强了表面特性。（c）电化学抛光和空化喷丸等混合工艺。（d）磁性抛光工具的设计。（e）使用超短激光脉冲的激光表面结构化和激光微加工的工作原理。

　　图：（a）3D生物打印过程的图示。（b）通过同时打印载有细胞的生物墨水和牺牲生物墨水制造的血管化组织。（c）用于疾病建模的芯片上组织开发和用于精确建模的治疗开发。

　　论文总结了多材料研究的几个方面的进。