3D打印一周趣闻
3D打印驱蚊剂存储容器
日前，北京理工大学材料学院“甄材实学”团队成功研制出一种名为“广藿香缓释水凝胶”的天然驱蚊剂，值得一提的是在这种全新的材料的研发过程中使用了3D打印技术。在研发过程中，研究团队需要一个既能缓解水凝胶的失水性，同时又能达到安全、环保的容器来放置水凝胶。通过先前的实验经验，团队成员想到利用3D打印技术和纤维素生物复合材料来打造容器，于是使用3D打印机来制作容器。并且使用UPMFormi 3D材料作为生产原料，通过反复优化设计结构，最终通过3D打印机完成打印。UPMFormi3D是一种纯木基天然纤维，具有自撑性能，所以可以被打印成中空的造型来解决水凝胶易失水的难题。于是一款造型独特、环保的驱蚊产品就此诞生。如今通过3D打印进行产品的开发成为一种趋势，3D打印因为可以自由的进行设计，节省材料、交付快的特点，在万千变化的市场环境下，是产品前期研发的得力助手。3D打印材料因为有多样性的使用，可以满足不同领域的原型开发需求。
3D打印钨金属技术
钨金属的特殊之处在于它的熔点可高达3410±20℃，这是钨及其制品能够被广泛应用的重要优势之一，不过在3D打印领域当中，也成为了需要攻克的一大技术难点。但是俗话说的好，生活本身就是一个不断遇到问题并且解决问题的过程，而且办法还总比问题多。一旦能够攻克钨材难加工的痛点，3D打印也可以为钨金属打开更广阔的应用前景。与其他金属3D打印一样，3D打印钨也需要具备基础的原材料——球形钨粉。与应用到硬质合金的普通钨粉不同，球形钨粉外观呈球状，具有粉末流动性好和高振实密度的显著特点。作为3D打印制备复杂结构钨制品件的原材料，球形钨粉的制备是新型钨及其合金制品开发的重要环节。钨是一种金属3D打印材料，其特征在于适度的热膨胀，高熔点和高导热率。当金属暴露于高温（例如3D打印中发生的高温）之后冷却时，不可避免地会遇到DBT过渡。较低的温度会导致延展性急剧下降，从而导致残余应力和微裂纹。
3D打印金属玻璃
降低机器人成本的重要突破口就是金属玻璃，利用 3D 打印技术可以合成坚硬、光滑的表面。这使金属玻璃齿轮具有较长的使用寿命，无需使用液体润滑剂，这使它们对在寒冷环境中运行的 NASA 机器人具有吸引力。此前在这种环境中，需要在运行前加热润滑剂。NASA 的好奇号火星车每次穿越火星时，都要花费大约三个小时为其齿轮加热润滑油。为了帮助未来的漫游车节省时间和能源，美国宇航局投资了大块金属玻璃，用于不需要润滑的齿轮。2010 年，喷气推进实验室聘请了 Hofmann，当时他是加州理工学院的一名研究科学家，拥有材料科学和工程背景。美国宇航局在喷气推进实验室资助了一个新的冶金设施，以探索齿轮的替代品并开发新的金属合金。
3D打印丝绸皮革
作为皮革这样有用的材料，把它“种植”在牛背上并不是最环保的获取方式。现在，来自塔夫茨大学的工程师们已经用丝绸制造出了一种类似皮革的新材料，这种材料可以通过3D打印成型并且在需要时很容易回收制成新产品。科学家们先从蚕茧中提取普通的丝纤维。这些纤维会被混合成浆液，在那里它们被分解成它们最初的蛋白质成分。然后，通过丝素跟增塑剂和植物胶增稠剂的结合产生可以用来3D打印的材料。为了进一步强化这种材料，研究小组在壳聚糖中加入了增塑剂和染料。团队表示，这种材料具有跟普通皮革相似的特性。它可以折叠、穿孔、拉伸和缝合在一起进而形成通常用皮革制成的衣服和配饰。3D打印的制作方法也可以通过调整来创建图案和纹理来改变其功能、外观和/或感觉。为了使这种材料更具可持续性，该团队表示，丝绸制成的皮革可以很容易地回收利用。一旦产品达到使用寿命，材料可以被重新溶解成丝浆，然后制成一种全新的丝绸皮革产品。即使最终被扔进垃圾填埋场，这种材料也是可生物降解的。该团队表示，他们未来的工作将包括测试生产这种材料的其他方法并更好地去比较这种材料跟动物皮革。
3D打印跑酷游乐场
3D打印自问世以来大多被用于工业制造、医疗和航空航天等领域。近年来，3D打印房屋、桥梁等建筑产品也陆续出现。那么，3D打印一个游乐场你觉得怎么样？捷克建筑协会Stavební spořitelna Česká spořitelna将在布拉格市建造第一个3D打印跑酷游乐场。游乐场将建在布拉格11区，由私营和公共部门以及学术界共同开发。据捷克媒体报道，该国的建筑业目前面临着许多困难，包括劳动力短缺、缺乏自动化以及建筑材料成本不断上涨等。Česká spořitelna认为使用3D打印可能有助于缓解这些问题。捷克Česká spořitelna董事会主席Libor Vošicky解释说：“学龄前儿童有很多游乐场，但年龄较大的孩子没有太多选择，因此我们决定使用3D打印技术建造一个跑酷游乐场。同时，我们想确认使用再生混凝土的好处。这是使用这项创新技术的另一个里程碑。”
3D打印软骨修复鼻子
来自阿尔伯塔大学的研究人员开发出了一种3D打印定制形状软骨的新技术。这可以用来重建皮肤癌患者的鼻子并省去了他们从身体其他部位提取软骨样本的麻烦。该研究小组收集了人类鼻软骨细胞，然后将它们跟牛胶原蛋白制成的水凝胶混合。之后使用3D生物打印出所需的形状并在培养皿中培养大约四周。在此期间，它会变成有功能的软骨，进而做好了被移植到病人体内的准备。其他研究也在尝试利用3D打印技术来培育软骨，但通常是用来修复膝盖损伤，而这需要不同形式的组织。重塑鼻软骨的替代方案包括“分子手术”，这其中涉及到微小的带电针，这样组织能具有更好的延展性--但这更多的是整容手术而非重建。阿尔伯塔大学的研究人员下一步将测试实验室培育的新软骨在移植到动物体内后的表现，他们希望在未来两到三年内能在人类身上展开测试。
3D打印动漫小雕像
想必能够拥有一套属于自己的动漫手办是每一位动漫迷心中深埋已久的梦想，试想一下，当看着那些如数家珍的动漫人物的小雕像出现在自己的橱窗中，那该是多么美妙的一件事啊！恐怕想到这里每位粉丝做梦都会笑醒，不过现在还真的有这么一件“神器”可以圆你这个梦想。3D打印机可以制造超低价的动漫人物。"最新打印设备可以为那些日本动画迷们创造最喜欢的小人，满足粉丝们的对各个动漫人物的收集愿望，而不用支付高昂的零售价格。液晶3D打印机的出现为动漫产业开辟了一条新的道路，生产过程变得更加方便和自由。HALOT-SKY将动漫与3D打印相结合，将虚拟世界的元素转化为真实的物体，成为漫画世界与现实世界之间的桥梁"。
3D打印技术治疗小耳畸形
世界上大多数治疗小耳畸形外科医生通过缝合多块肋骨软骨来制造耳朵。然而，这些技术是具有挑战性的，因为再造的耳朵很难再现自然耳朵的所有复杂和微妙的三维结构特征，而且每个人的耳朵都是独一无二的。贵港市人民医院烧伤整形外科医生应用3D打印技术，通过量体裁衣、私人定制的方式，近乎完美地为小耳畸形患者再造了自然耳朵的三维结构特征。医生应用高分辨率3D扫描技术获取患者正常侧的自然耳朵的精确数据，然后由广西数字医学与3D打印临床医学研究中心的研究者在计算机里对患者正常侧的自然耳朵的数据进行三维重建，再通过镜像的原理，把正常侧的自然耳朵三维数据镜像为打算再造患侧耳朵的三维结构。3D打印中心的研究者把最终设计的3D耳朵计算机数据发送到3D打印机，3D打印机会自动地把一个细节复杂、根据患者个体量体裁衣式定制的耳朵再造模板打印出来，经过消毒中心消毒后，提供给整形外科医生使用。医生根据3D打印的再造耳朵“模板”，切取患者部分自体肋软骨组织，精雕细刻、拼装出和患者正常耳朵外形几乎一样的肋软骨耳朵支架。虽然小耳畸形的患者出生没有得到一个完美的耳朵，但贵港市人民医院整形外科的医生可以3D打印技术为患者再造一个近乎完美的耳朵。
3D打印混凝土模板
德国大幅面3D打印机制造商BigRep正在向建筑领域迈进。与常规的建筑3D打印公司不同，BigRep选择与巴斯夫3D打印业务Forward AM合作，从制造建筑混凝土模板这一角度进入建筑行业。两家公司将利用各自专业知识在：虚拟工程、增材制造、高级材料开发和大幅面打印等角度协同合作。建筑模板是一种用于混凝土建筑的模具。利用模板，可以省时省力地浇筑重复性建筑模块，然后组合形成大型建筑。这些模板可占总预算的40％至60％，尤其是那些具有复杂形状的模板。如果没有3D打印，一些复杂几何形状（例如双曲面和空腔）根本无法生产。常规的建筑模板加工需要高技能工人，代价就是高成本、长交货时间和材料浪费。BigRep正在利用大幅面3D打印技术解决模板制造的困难，它的构建体积可达1立方米，还能够快速制造复杂模型。而巴斯夫的Foward AM的加盟，为BigRep提供了一种建筑模板专用的3D打印机长丝：CONCRETE FORMWORK。这是一种工程级长丝，专为具有平滑表面和高几何精度的高质量模板而制造。凭借出色的尺寸稳定性和低吸湿性，非常适合打印复杂几何形状铸件。Concrete Formwork的刚度和耐热性均高于100°C，是功能性应用的理想选择。
3D打印核反应堆部件
早在2020年10月，为了延长美国核电站的寿命并加快新核电技术的开发，田纳西河谷管理局（TVA）的法国燃料供应商Framatome委托美国橡树岭国家实验室 (ORNL) 在TVA位于阿拉巴马州雅典的布朗斯费里（Browns Ferry）核电站2单元制造四个3D打印支架，并于2021年春季安装，尝试将3D打印用于核反应堆部件。由于通道紧固件具有简单但非对称的设计，因此被认为是3D打印的良好切入点。这些部件随后由ORNL与TVA、Framatome和能源部核能办公室资助的转型挑战反应堆(TCR) 计划共同合作设计。项目主管Ben Betzler表示，在反应堆中使用3D打印组件是一个重要的里程碑，这表明在高度监管的环境中提供合格的组件是可能的。这项计划将基础科学和应用科学与技术联系起来，提供切实可行的解决方案，展示了先进制造如何改变反应堆技术和组件。Framatome北美燃料研发经理John Strumpell称，与TVA和ORNL的合作使我们能够部署创新技术并探索有利于核能行业的新兴3D打印市场。这一项目为设计和制造各种有助于创造清洁能源的3D打印部件奠定了基础。
