這項研究展示了一座 3D 打印的沙橋，它長 6.5 厘米，可以承受自身重量的 300 倍，這一壯舉類似于布魯克林大橋上的 12 座帝國大廈。

　　
所述粘合劑的噴墨打印方法是更便宜，比工業中使用的其它3D印刷方法更快，并且使得可以從各種粉末材料的創建3D結構，提供在成本和可擴展性的優點。這個概念源于噴墨打印，但打印頭不是使用墨水，而是噴出液體聚合物來粘合粉狀材料，例如沙子，逐層構建 3D 設計。粘合聚合物賦予印刷砂以強度。

　　
該團隊利用聚合物專業知識來定制聚乙烯亞胺 (PEI) 粘合劑，與傳統粘合劑相比，該粘合劑將砂部件的強度提高了一倍。

　　
通過粘合劑噴射打印的部件在從打印床上移除時初是多孔的。它們可以通過使用一種稱為氰基丙烯酸酯的額外超級膠水材料來填充間隙來滲透設計來加強。第二步在步的基礎上提供了八倍的強度增加，使聚合物砂復合材料比任何其他和任何已知的建筑材料（包括磚石）更堅固。

　　
“很少有聚合物適合作為這種應用的粘合劑。我們一直在尋找特定的特性，例如溶解性，這會給我們帶來好的結果。我們的主要發現是我們的 PEI 粘合劑的獨特分子結構使其具有反應性該項目的席研究員說。

　　
用傳統粘合劑形成的部件通過滲透材料（例如強力膠）變得更致密，但沒有一個產品達到接近 PEI 粘合劑的性能。PEI 粘合劑令人印象深刻的強度源于聚合物在固化過程中與氰基丙烯酸酯結合的反應方式。

　　
硅砂是一種廉價、容易獲得的材料，在汽車和航空航天領域用于制造復合部件的興趣越來越大。碳纖維或玻璃纖維等輕質材料包裹在 3D 打印的砂芯或“工具”上，然后加熱固化。硅砂對模具很有吸引力，因為它在加熱時不會改變尺寸，而且它在可清洗模具方面具有獨特的優勢。在復合材料應用中，使用水溶性粘合劑形成砂具非常重要，因為它可以通過簡單的自來水沖洗步驟去除砂子，留下中空的復合材料形式。

　　
“為了確保模具零件的精度，您需要一種在加工過程中不會改變形狀的材料，這就是硅砂一直很有前景的原因。挑戰在于克服砂零件的結構弱點，”來自研究人員說。

　　
當前的砂型鑄造模具和型芯的工業用途有限，因為商業方法（例如沖洗工具）施加的熱量和壓力可能會導致砂型部件在次嘗試時破裂或失敗。需要更堅固的砂部件來支持大規模制造并實現快速部件生產。

　　
“我們的高強度聚合物砂復合材料提高了可以用粘合劑噴射方法制造的零件的復雜性，實現更復雜的幾何形狀，并拓寬了制造、工具和建筑的應用，”研究人員說。