3D打印一周趣闻

3D打印电动货运三轮车

一家工业设计工作室希望重新利用我们随手丢弃的废物，他们创造了一个电动货运三轮车的概念，其底盘是用超市的塑料废物3D打印而成。奥地利EOOS工作室的社会和可持续发展部门最近进行了一项设计研究，将超市的塑料垃圾用于名为ZUV的电动货运三轮车，它被称为零排放多功能车。受维也纳艺术博物馆（MAK）的委托，EOOS工作室为2021年维也纳双年展的"气候关怀"展览设计了一个电动车概念，底盘可以在当地生产，而且价格低廉，然后从当地的自行车或摩托车工厂采购部件，以"简化服务、定制、修理和升级"。EOOS工作室与鹿特丹的The New Raw研究和设计工作室合作，使用工业3D打印机器人将70公斤（154磅）的回收塑料转化为货运自行车的车身、两人座位和储物箱，以一定的角度打印材料，因此在这个过程中几乎不需要支撑。

高分子3D打印桥亮相成都

中国建筑西南设计研究院景观院（以下简称“中建西南院景观院”）获悉由该院参与设计的、全球最长的高分子3D打印桥亮相成都啦！蜿蜒的桥型，灵动，优美，如舞动的彩练铺展于碧水之上；近看，桥梁的材料细腻轻盈，从未见过——这就是位于成都龙泉驿区驿马河公园的、全球最长的高分子3D打印桥“流云桥”。“流云桥”位于该公园杉影湖之上。整桥全长66.8米，其中3D打印部分桥长21.58米、最宽处8米、最高处2.68米。桥梁设计的灵感来源于驿马河自由奔腾的形态，以及舞动的丝绸。据介绍，该桥正式打印前，先进行了模拟打印；正式打印时，在系统中输入指令，机器就可以24小时不间断打印，而且无需人工值守。桥梁采用了分段打印、现场拼装的施工方式。在过程当中，采用了三维激光点云扫射检测技术，以保证成型和拼接安装的精度。该桥从设计到加工，贯穿了数字建造的科技力量。“传统的建筑业插上科技的翅膀后，助力设计师创造更加美好的作品。超大型3D打印景观桥，是科技与艺术的完美结晶。”

3D打印拇指掌指关节

济宁市第一人民医院手外科足踝外科主任曾文超带领团队，应用3D打印技术为一名掌指关节脱位伴关节炎患者完成全省首例3D打印拇指掌指关节置换术，2021年8月26日，患者顺利出院，术后拇指外观、功能恢复良好。曾文超主任团队根据患者的实际，在医院医学3D打印创新研究中心的支持下，运用3D打印技术打印出与患指完全匹配的病例模型，借助该3D打印假体，对患者手术部位有了全面了解，为其定制了针对性的手术方案。在曾文超主任和巩超、王福宁医师的共同协作下，完成山东首例3D打印掌指关节置换手术。手术过程非常顺利，术中影像显示，假体位置满意，掌指关节稳定且具备一定的活动度，且外观良好。依托3D打印创新研究中心，骨关节科、脊柱外科、手外足踝外科、急诊创伤外科已先后开展3D打印模型和个性化导板辅助手术、3D打印人工关节置换术、3D打印人工椎体重建术、3D打印掌指关节置换术等数十例复杂高难度手术，极大提高手术的精准性和安全性，使众多疑难疾病患者享受到符合自己真正需要的个性化精准施治，同时能显著缩短手术时间，减少创伤、出血及其他术后并发症，提高患者满意度。

3D打印扫雷任务火箭头帽

3D打印在武器上的应用越来越多，从大型武器的维修到小型分布式工厂，灵活制造似乎更加切合当前的军事制造需求。美海军陆战队于2021年8月30日宣布已成功利用3D打印帮助扫雷任务，他们3D打印了一个用于引爆M58扫雷线费用（MICLIC）火箭发动机头帽。MICLIC是一种火箭弹爆炸炸药，可以清除雷区和战场上的障碍物，为美国陆军和海军陆战队的机动部队提供“近距离”排雷能力。3D打印头帽使海军陆战队克服了传统制造技术成本高、时间长的缺点，并提供了一种更有效的零件生产方法。海军陆战队系统司令部 (MCSC) 的PM Ammo项目官员CWO2 Justin Trejo表示，3D打印过程允许海军陆战队根据数字设计创建物理对象。我们创造了一个3D打印产品，并整合到一个高爆炸性的系统中。火箭发动机按预期发射和线装药引爆对我们来说是一个重要的时刻，并且在未来，我们想尝试3D打印带有喷嘴的头帽。

3D打印混凝土车辆隐藏结构

几年来，美国海军陆战队一直倡导更多地采用3D打印，探索这项技术在改进流程、零件、交货时间和节省成本方面的潜力。此前，他们曾用3D打印进行F/A-18大黄蜂战斗机的维护、修理和大修 (MRO) ，并已用于生产海上远征部队的临时备件。海军陆战队还曾与德克萨斯州的建筑公司ICON合作在36小时内3D打印车辆隐藏结构，并计划更广泛地在美国武装力量使用3D打印以支持世界各地的军事行动。2021年2月，美国国防部 (DoD)发布了首个增材制造战略，旨在将3D打印集成到国家国防计划中。尽管独立监管机构对“不必要的网络安全风险”提出了担忧，但战略正式阐述了国防部计划如何在武装部队中扩展3D打印技术。从那时起，美国国防部门不断增加3D打印的使用率，并且积极开发3D打印高强度合金的方法、海事应用防腐蚀材料以及3D打印优化的天线组件和连续纤维无人机机翼等。

3D打印改善乳房治疗

3D Systems和CollPlant Biotechnologies于2021年6月22日宣布，已经签署了一项共同开发协议，用于与植入物结合的3D生物打印再生软组织基质，用于乳房重建手术。软组织基质将支撑乳房下部，同时扩大植入物袋以增加植入物的覆盖范围。使用3D生物打印，软组织基质可以被设计匹配患者解剖结构，以支撑乳房植入物。通过这项共同开发协议，3D Systems和CollPlant将结合3D打印、医疗保健、生物打印和生物墨水方面的专业知识，使用rhCollagen开发3D生物打印软组织基质。3D生物打印软组织基质产品需要满足相关物理和机械性能，同时使用促进组织再生的rhCollagen的BioInks促进细胞浸润和增殖。两家公司相信，他们的努力将使组织基质具有卓越的性能、一致性和安全性。据悉，基质所用材料来自植物，并且与天然人类胶原蛋白完全匹配，不会在人体中引起免疫反应。

3D打印涡轮增压器

无论在赛道上还是在赛道外，速度才是致胜的关键，而风驰电掣的背后仰赖的是强大的工程设计和制造能力。竞争日趋白热化，零件的设计与制造也同样面临巨大的挑战。以提速的首要装备——涡轮增压器为例，赛车领域的涡轮增压器有极为复杂的形状、几何特征和材质。增材制造可以最大化的释放设计自由，使之专注于零件的功能性，工程师在零件的设计中可以更接近理想的状态，并且可以突破工艺的限制将复杂的组件整合成一个完整的零件。传统制造此涡轮增压器需要使用三个零件：主机壳和一侧的两个废气门。这两个部件铸造后，还需要焊接固定双壁隔热罩。如果使用增材制造技术，则可将该涡轮增压器设计为一个单件的零件，一体成型，废气门不需要密封垫或和组装，而是直接打印一个完整的壳体。这可以大大简化组装操作，减轻重量。相比熔模铸造方法，金属3D打印生产的F1赛车零件为生产企业提供明显的时间成本和制造成本的优势。越来越多的高端汽车制造商在生产中采用增材制造技术快速和可靠地实现了制造目标。GF加工方案通过软件、金属3D打印及后处理设备，以及专利设计的System 3R夹具三股平行工作流，为涡轮增压器提供从设计到成品交付的完整增材制造解决方案。

3D打印块体金属玻璃

近日，华中科技大学柳林教授团队揭示出了通过增材制造（3D打印）生产的块体金属玻璃（BMGs）不再受尺寸和几何形状的限制，因为它们普遍适用于铸态试样。那么，BMGs与目前最受人们欢迎的钨钼稀土有什么关系？而为了进一步提高普通金属玻璃复合材料的力学性能和穿甲自锐特性，有研究者指出可以向该复合材料中钨纤维。穿甲实验表明，钨纤维复合材料穿甲弹的侵彻能力明显高于钨合金穿甲弹。在侵彻时，钨合金弹芯头部形成蘑菇头，头部晶粒被径向压扁；而钨纤维复合材料弹芯头部发生了绝热剪切破坏，具有自锐行为，且在弹芯头部形成很薄的边缘层，仅在这层中金属玻璃基体破碎，钨纤维断裂，温度升高，质量消蚀。然而，有限的建筑面积和制造难度多年来一直限制了BMGs的广泛应用。新兴的3D打印技术似乎是弥补金属玻璃相关缺点的一个有前途的途径。目前，3D打印技术现已成功应用于BMGs的制造，包括选择性激光熔化、激光工程净锐化、激光箔打印、熔丝制造、热喷涂3D打印和激光正向转移3D打印。

3D打印+AI控制种出太空食物

随着人类航天科技的不断发展，未来人类有望到达火星、月球甚至其他行星上定居。当我们为未来的太空旅行做准备时，在太空中供应食物的问题就出现了。在航天器上携带大量食物可能是不可行的，而且外太空岩石上的环境可能对农业不利。针对这个难题，美法合资公司——星际实验室（Interstellar Lab）可能已经在他们建造的的Bio Pods生物舱中找到了正确的答案，值得注意的是，这是有史以来技术最先进的“太空温室”。这家公司使用气培技术（一种比水培技术更先进的技术），并使用雾气作为土壤的替代品来种植植物。星际实验室已经开发出能够保持精确气候条件的大气控制技术，而不需考虑生物舱外的条件。Interstellar Lab公司声称已经为300多种植物提供了标准化的生长条件，这些植物不仅是粮食作物，也是可以提供药品和化妆品化合物的植物。在最近的发展中，该公司与一家3D打印初创公司Soliquid合作，使用增材制造（AM）技术来建造他们的吊舱，并获得了一个打印混凝土、树脂和其他材料的系统的专利。在这次合作之后，星际实验室现在将能够3D打印吊舱的所有材料组件以及充气膜。Soliquid公司将部署一套六轴机器人和挤出装置，以悬浮方式和较少的材料打印这些部件。

3D打印打印自粘合绷带

近期，来自四川大学华西医院的苟马玲团队利用多材料投影式光固化（DLP）3D打印技术设计了一种由两个不同的水凝胶层组成的自粘合绷带，该绷带可以通过点击反应相互粘合从而包裹在受伤的神经周围，以促进神经再生和恢复。其中纳米药物被封装在具有光栅结构的一层中，绷带的光栅层紧贴受伤部位，从而包裹住受伤的神经，通过药物释放来改善Schwann细胞的增殖和迁移从而促进神经修复。首先，研究人员利用叠氮基（-N3）和环辛炔基（-DBCO）对明胶进行改性，合成了一组可3D打印的水凝胶单体（DBCO-GelMA 和 N3-GelMA），并对其自粘合能力进行了测试。该研究设计了一种用于修复周围神经损伤的3D打印自粘合载药绷带。通过点击光聚合反应可使其具有黏附的效果，这使得该绷带的使用变得简单高效。这种绷带所具有的空间药物释放能力有利于提高治疗效率并减少潜在的副作用。通过体内实验数据可知，使用这种绷带能有效促进神经的再生和恢复。该研究中所制造的载药绷带在周围神经修复中具有潜在的应用价值，其可应用于神经修复相关的生物材料开发。