通常，当使用现成的3D打印机时，很难打印包含多种材质的单个对象。不过，一个实验性的新系统可以通过使用“可编程灯丝”使之更容易实现

大多数消费级3D打印机通过一种称为熔融沉积建模的过程来创建对象。这包括用一卷聚合物长丝把它们装上，然后加热到熔点，然后从打印喷嘴挤出。通过这种方式，他们建立项目，一次一个水平层。

如果要对包含多种类型聚合物（例如不同颜色的聚合物）的对象进行三维打印，通常需要在打印机中交换各种聚合物长丝线轴，因为打印机正在打印对象的不同部分。

这可以想象得非常巧妙。例如，如果你要打印一个侧面有不同颜色垂直条纹的花瓶，你必须在每一层的细丝之间交换。这就是可编程灯丝系统的用武之地。

它首先分析待打印对象的计算机模型，确定该项目的哪些部分将从哪些聚合物中打印出来，以及按什么顺序打印。然后，它利用现有的三维打印机创建一个定制的长丝线轴，不同的部分由不同的聚合物制成。

这个线轴被打印成一个水平螺旋线。首先，所有需要由第一种聚合物制成的部分都会打印出来，在它们之间留有其他聚合物要去的地方。然后将一个或多个其他聚合物沉积到这些间隙中，并将灯丝不同部分之间的接头拼接在一起。

虽然该过程仍然需要用户手动交换不同的源线轴，但对于所使用的每种聚合物，只需进行一次。

一旦生成的多聚合物复合线轴装入打印机，就可以一次性打印对象。在构建过程中需要在聚合物类型之间发生变化的点，挤出的“编程”长丝将相应地发生变化。

明治大学是由日本明治大学和日本大学合作开发的。下面的视频演示了这一点。

最近通过acmuist在线会议发表了一篇关于这项研究的论文。