从传统的 2D 微流体结构到 3D 微流体结构的转变是微流体领域的一项重大进步，为科学和工业应用带来了诸多好处。这些 3D 系统通过并行操作和软弹性网络(当填充液态金属等导电材料时)提高了吞吐量，从而实现了微流体和电子设备的集成。

然而，传统方法(例如需要洁净室设施的软光刻制造)在实现全自动 3D 互连微通道方面存在局限性。这些方法中涉及的手动程序(包括聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 成型和层对层对准)阻碍了微流控设备生产的自动化潜力。

3D 打印是传统微流体制造方法的有前途的替代方案。光聚合技术(如立体光刻设备 (SLA) 和数字光处理 (DLP))可以创建复杂的微通道。

虽然光聚合可以实现柔性器件，但在基于光的打印过程中集成电子元件等外部组件仍然存在挑战。

熔融沉积成型 (FDM) 和直接墨水书写(DIW) 等基于挤压的方法可以实现自动化制造，但在打印弹性空心结构方面却面临困难。关键挑战是找到一种墨水，既要兼顾嵌入组件的柔软度，又要兼顾结构完整性的坚固性，以实现完全打印、互连的微流体设备并具有嵌入功能。

目前，现有的3D打印技术还未能同时实现1)无需支撑材料或后处理的直接打印互联多层微通道和2)打印过程中电子元件的集成。

新加坡科技设计大学(SUTD)软流体实验室的研究人员在《先进功能材料》杂志上的一项研究中解决了这两个重大挑战：

DIW 3D 打印的设置经过优化，可以为硅酮密封胶创建无支撑空心结构，确保挤出结构不会坍塌。研究团队进一步扩展了这一演示，制造了层间有通孔的互连多层微通道;这种几何形状的微通道(和电线)通常是无线通信天线等电子设备所必需的。