3D打印一周趣闻

3D打印锂电池电极

研究人员利用DLP 3D打印技术，制造出复杂的聚合物结构，然后通过热后处理转化为有用的电极材料。最终的碳和钴氧化锂结构分别被证明可以作为阳极和阴极使用，并称具有优异的电池性能和稳定性。利用这一现象来制造3D打印碳材料，使用一种市售的光刻胶与DLP数字光处理工艺打印来创建3D聚合物结构，然后在1000˚C的温度下热解，将其转化为碳的结构。研究的主要作者Julia Greer教授总结道："创建3D打印电极，并对结构设计、尺寸以及材料进行完全控制，使我们更加接近可扩展的、可靠的固态电池制造方法，这种方法安全、机械坚固、高效。"

3D打印生物呼吸支架

研究人员创造了一种新的3D打印气道支架，这种支架是可以被生物吸收的。到目前为止，3D打印的可生物吸收的气道支架已经由热塑性聚合物通过熔融沉积成型制成，并且在插入前受约束时易于应力松弛甚至永久变形。通过高度可拉伸的弹性体的数字光处理可以克服这些挑战。尽管DLP与其他3D打印技术相比具有高分辨率和表面质量的优势，但它在很大程度上还取决于树脂的粘度。因此，只有具有短链长度的可生物降解的低聚物或聚合物已被用于制备DLP生物医学油墨，并且这些油墨会产生坚硬而脆的3D打印物体。因此，可生物降解弹性体的DLP 3D打印油墨的开发将是个性化生物可吸收气道支架临床应用的一大进步，其机械性能可与硅支架媲美。该技术可以相对容易地转移到类似的医疗应用中。同时研究人员希望他们的解决方案进入诊所只是时间问题。

3D打印用于软组织修复

莱斯大学的研究人员开发了一款可用于软组织修复的炎症调节的3D打印网状生物材料支架。研究人员介绍了一种用于软组织修复并且可充当炎症调节系统的3D制造生物材料支架（bioscaffold），从而最大程度地减少组织与网片的粘附，从而减少疼痛和手术失败。对于本研究中的生物支架制造，通过3D打印制造了具有原位磷酸酯交联的聚乙烯醇聚合物（X-PVA）的生物支架。研究人员使用了内径为0.15毫米，长度为6.35毫米，针压为0.17兆帕，针筒体积为10毫升的32号针头。印刷4、6、8、10和12层生物支架，并测试其弹性模量。基于这些研究，将八层的生物支架用于体内实验。

纳米3D打印机发布

研究人员将Xbox游戏机的光学元件重新利用，开发出一种经济实惠的3D打印机，可以打印具有纳米/微尺度结构的3D物体。这种3D打印机方法可以取代传统的昂贵光学元件，降低研究人员获得微/纳米级3D打印的门槛。参与这项研究的博士生 说："有了我们的3D打印机，可以打印微纳米级的3D物体，我们能够从几十微米到数百纳米的打印分辨率，而不需要昂贵的专用部件。而且与其他立体光刻系统相比，我们的纳米级3D打印机也更简单、更紧凑。"Xbox 360  纳米3D打印机采用了立体光刻的工艺， 副教授En Te Hwu解释说："我们相信这项技术可以应用到健康医疗领域，开发出能够打印立方厘米体积微/纳米级分辨率的3D打印机，用于微容器药物输送。"

3D打印微型光谱仪

科研团队报道了对角度不敏感的3D打印微型光谱仪，并且可以进行平行排列以实现快速的拍照和低姿态，高度可定制的高光谱相机的应用。光谱测量仪的小型化为医疗科学和消费类电子的新型的测量打开了一个新的渠道。来自德国斯图加特大学的科学家及其合作者，发展了一个３D打印的微型化的光谱仪，其体积尺寸为 100 × 100 × 300 m，在可见光的范围内，其分辨率可以达到最高10 nm。该光谱仪可以直接在相机的传感器上进行制造，并且可以进行平行排列以实现快速的拍照和低姿态，高度可定制的高光谱相机的应用.对于3D 打印的微型镜片，光学设计的复杂性是革新的重点。

3D打印可穿戴传感器

韩国全北国立大学的科学家与中国材料供应商武汉长弢新材料合作，3D打印出了新型可穿戴自供电传感器。据悉，这种3D打印的传感器，是基于一种独特的钡负载PVDF聚合物材料，能够有效地收集人类运动产生的压电能量。事实证明这种传感器能够利用电荷来检测压力输入，并将其转化为信号，这是高性能增材制造可穿戴电子产品发展的一大进步。压电器件在这一领域具有特别的前景，这要归功于其灵活性、净功率输出和易于制造，性能也有所提高。虽然PVDF已经成为3D打印这些传感器的流行基础材料，但为了实现最佳的压电性能，通常需要用成核添加剂填充。

3D打印抗菌水凝胶

科研人员为了结合多种功能，包括光触发的激活，防腐，血管生成和保湿特性，开发了一种3D打印的水凝胶贴剂。复合水凝胶的弹性模量和降解行为必须与伤口愈合过程匹配，可通过改变t-ZnO的浓度来进行调整。载有t-ZnO的复合水凝胶可以使用任何所需的微图案进行印刷，从而有可能创建各种生长因子的模块化洗脱液。载有VEGF的t-ZnO载水凝胶贴片显示出低细胞毒性和改善的血管生成特性，同时在体外保持抗菌功能。体内测试显示出印刷伤口贴片的前景可观，免疫原性降低，伤口愈合增强。

3D打印定制化耳机

音频专家的AMBEO部门正在开发一种定制贴合的3D打印耳机，使客户能够经济实惠、轻松地定制适合自己耳朵的耳机，进一步完善沉浸式的声音体验。通过集成的数字工作流程，将多台Form 3B打印机集成为一种经济实惠且简单的解决方案，可用于大规模3D打印定制合适的耳机。客户能够使用自己的智能手机扫描自己的耳朵，取代传统的取耳模过程。使用Hearables3D智能手机应用程序，人工智能技术提高了扫描质量，并重建从手机中捕捉到的耳朵部分，在不到一分钟的时间内即可完成扫描。然后，扫描结果直接发送到基于云的机器学习系统，系统使用统计建模，在几秒钟内将扫描的耳朵形状转换为特定的耳机设计，准备在Formlabs 3D打印机上进行3D打印。

3D打印高速列车部件

近年来，微铸锻铣复合增材制造技术已经应用于飞机挂架，舰船螺旋桨，汽车翼子板模具，燃机过渡段，高铁辙叉等项目的研发制造，重点服务于航空航天、核电工业、船舶海工、高速铁路等支柱产业。某科研团队将“铸锻铣一体化金属3D打印”应用于以高铁为代表的大型高端装备中。中车青岛四方机车车辆股份有限公司丁叁叁副总工程师介绍，当列车在高速行驶状态下，空气动力学作用急剧恶化，对材料及结构可靠性要求与既有技术显著不同，“铸锻铣一体化金属3D打印”技术所特有的组织通体细晶和基体高强韧等优势，可为未来超高速、长寿命地面交通装备制造提供全新方案。

3D打印“肺部模拟器”

加拿大麦克马斯特大学和滑铁卢大学的科学家们，已经3D打印出了一个活体模型，能够模拟吸食大麻对人体肺部的影响。团队使用Formlabs Form 2 3D打印机，制造了一个类似肺的四室IVES，具有两个入口、四个出口和四个室盖。理论上，系统的工作原理是通过一个进气口 "吸入 "烟雾，然后将烟雾分布到四个腔室（每个腔室都包括一个装满细胞的插件），然后再将烟雾排出。团队在对肺部疾病采取预防措施的同时，在开发3D生物打印替代物方面也取得了相当大的进展。此外，一个位于美国退伍军人事务部（VA）的团队正在3D打印芯片，这些芯片可能能够支持衰竭的器官。最终，研究人员的目标是制造构成 "人工肺 "的设备，帮助调节贫困患者的健康二氧化碳摄入量。