La tecnología de modelado por deposición fundida (FDM) es una tecnología emergente con aplicaciones prometedoras, donde la boquilla juega un papel crucial en la extrusión, el calentamiento y la eyección de material. Sin embargo, la mayoría de las impresoras 3D basadas en extrusión actuales solo manejan impresión de un solo material, lo que hace que la integración de múltiples materiales a través de una sola boquilla sea un desafío debido a la calidad comprometida y los riesgos de obstrucción. Este artículo presenta un método para diseñar boquillas de impresión 3D multi-material utilizando la Teoría de la Resolución de Problemas Inventivos (TRIZ) y un grafo de conocimiento (KG). Al optimizar el diseño y aprovechar el principio de resolución de contradicciones de TRIZ, este estudio abordó cuellos de botella y complejidades en el diseño de boquillas multi-material, proporcionando recomendaciones perspicaces. Se creó un grafo de conocimiento de patentes centrado en boquillas de pulverización, almacenando propiedades de materiales, elementos de diseño y restricciones para mejorar el intercambio de conocimiento. Basándose en los desafíos y recomendaciones identificados, el estudio utilizó búsquedas por palabras clave y caminos asociativos en el grafo de conocimiento para guiar a los diseñadores en la generación de soluciones innovadoras. La validación se logró a través de dos modelos de diseño de boquillas distintos resultantes de innovaciones guiadas. La metodología TRIZ-KG presentada en este artículo proporciona a los diseñadores un marco cognitivo sistemático para empoderarlos en la superación de obstáculos técnicos y en la propuesta de soluciones precisas.