增材制造或3D打印将使用数字制造工艺来生产轻巧坚固的零件，而无需特殊模具。在过去的十年中，3D打印以每年20％以上的速度快速增长，它使用金属和工程聚合物来打印各种零件，例如飞机零件，汽车零件，医疗和牙科植入物。其中，选择性激光烧结（SLS）是最常用的制造工艺之一。激光可用于将微米级的材料粉末打印成零件：激光将颗粒加热到一定温度，然后将它们融合成固体。根据外国媒体的报道，哥伦比亚大学工程与应用科学学院创新系（机械工程系）的James和Sally Scapa教授Hod Lipson表示：“增材制造是经济复苏的关键，但问题是，SLS技术一次只能打印一种材料：整个部分由一种粉末制成。那么，有多少种产品仅由一种材料制成？针对这一挑战，Lipson和他的博士生John Whitehead利用他们在机器人技术方面的专业知识，开发了一种克服SLS技术局限性的新方法。

通过反转激光并将其指向上方，研究人员开发了一种允许SLS技术同时使用多种材料生产零件的方法。一般而言，选择性激光烧结（SLS）技术使用向下的激光加热打印床以将材料颗粒融合在一起，从底部打印固体打印物顶部，然后将一层粉末均匀地放在打印机上，并使用激光在此粉末层中选择性地融合一些材料。然后，打印机在第一层上沉积第二层粉末，然后激光将新材料熔化到前一层的材料上，然后继续此过程，直到完成零件。如果在打印时仅使用一种材料，则SLS处理将很好地进行。但是在一次打印中使用多种材料极具挑战性，因为一旦粉末层沉积在打印床上，就无法将其除去或用另一种粉末代替。另外，在标准打印机中，由于放置在每一层上的材料是相同的，因此未融合在一起的材料将使得在打印周期结束并且可以去除打印部件之前，很难看到要打印的对象。 。这也意味着在完成打印之前，并非总是能够发现打印失败，这将浪费时间和金钱。研究人员决定找到一种根本不需要粉末印刷床的方法。他们设置了多个透明玻璃板，每个玻璃板上都涂有一层薄薄的不同类型的塑料粉末。然后，在一个粉末表面上放置一个打印平台，并引导激光束从底部表面向上穿过底部。根据虚拟蓝图，该过程可以按预编程的模式选择性地在打印平台上烧结一些粉末。然后，平台被熔融材料提起并移动到另一块涂有不同粉末的平板上，并重复该过程。整个过程允许将不同的材料组合为一层或堆叠在一起。同时，用过的旧盘子不断地被粉末填充。研究人员展示了其印刷产品的原型，它使用平均层高为43.6微米的热塑性聚氨酯（TPU）粉末制成了一个50层厚的2.18 mm样品，并用多种材料的尼龙和TPU进行了平均印刷。层高度为71微米部分。这些部分证明了该过程的可行性和可行性。在烧结过程中，可以通过将板挤压在悬架部件上来产生更坚固，更致密的材料。现在，研究人员仍在试验金属粉末和树脂，以直接制造比用SLS系统制造的机械，电气和化学部件更多的类型。