3D打印一周趣闻
3D打印重建颅骨
2021年9月14日，1岁7个月的小男孩豆豆(化名)从南华大学附属长沙市中心医院出院，他的头变圆了，大脑发育也不再受阻碍了。据悉，该医院专家通过3D打印技术为豆豆精准实施颅骨重建手术，成功治愈了罕见的狭颅症。狭颅症是一种颅骨先天发育障碍性疾病，主要表现为患儿出生时或出生后2个多月即出现某条颅缝或多条颅缝的早闭，伴发或继发慢性颅内压增高、头颅外形异常、眼眶等部位发育异常。手术是治疗狭颅症的唯一途径，其主要目的是通过颅骨重建，解除早闭颅骨对大脑发育阻碍。术前，通过颅骨三维重建CT检查，医生看到了豆豆颅骨的具体情况，并通过3D打印技术重建了豆豆的颅骨模型，手术团队在模型上进行手术方案讨论和演示，最终确定了手术方案。按照在3D模型上讨论的手术方案，手术团队经过4个小时的努力，顺利完成颅骨重建手术。豆豆将拥有和正常小朋友一样的脑容量，他的运动和语言等功能也不再受影响。
3D打印转子发动机
转子发动机具有推重比高、启动快速、振动低、结构紧凑、成本低等显著特点，可做为无人机、巡飞弹及小型移动电源的动力。目前国内小型航空转子发动机仍属空白，尚未实现产品化。据技术负责人介绍，针对此次试飞的小型转子发动机，突破总体设计、关键部件的轻量化与3D打印技术，将传统制造工艺与增材制造工艺相结合，取长补短，使制造更简单高效。该型转子发动机功重比达3以上，最大转速达17000r/min，最大推力达1.7kgf，可应用于集群无人机、电力巡检无人机及微小型移动电源。该型转子发动机属国内首款3D打印小型转子发动机。
3D打印模拟的雷石
2021年8月15日，美国宇航局已经向利用天体的土壤建立月球和火星殖民地迈进了一步。UniverseToday指出，美国宇航局最新的国际空间站补给任务包括一台机器，旨在演示在月球和类似的地外表面3D打印雷石（即松散的土壤或岩石），这套实验打印机系统可以帮助美国宇航局规划未来的月球和火星栖息地。Redwire Regolith Print（RRP）项目将与一个现有的打印机系统（ManD）协同工作，尝试3D打印模拟的雷石。如果成功的话，国际空间站的工作人员将测量所产生的材料的强度，看看它是否能够处理地球以外的恶劣条件。如果一切顺利，RRP可能会导致殖民者至少按需打印他们的一些居住地。这反过来可以减少NASA带到月球和火星上的建筑用品的数量。科学家们多年来一直设想基于土壤的栖息地，但这次测试相对现实，它是在低重力条件下3D打印土壤的一次尝试。虽然仍有许多工作要做，但Artemis和未来火星任务的长期目标可能会更容易实现。
3D打印机器人治疗肿瘤
一款由3D打印技术实现的微型机器人，或将应用在医疗领域。该微型机器人基于磁铁驱动，由3D打印水凝胶制成，在遇到肿瘤附近酸性环境时，会释放药物。比较特别的是，该微型机器人外观很是Q萌，患者还可选择鱼、螃蟹、蝴蝶等造型。实验室测试期间，研究人员尝试用磁铁引导小鱼穿过模拟血管，并朝向另一端的癌细胞群。在略微偏酸性的溶液环境中，鱼嘴如预期般释放出了药物，并成功杀死了癌细胞。目前，由于该3D打印微型机器人还有待“优化升级”，所以仍处于研发阶段，尚未进行临床使用。
3D打印全流程技术
2021年8月13日，从中国航天科技集团六院7103厂获悉：该厂增材制造创新中心突破了航天液体动力领域3D打印全流程技术，实现了230余种复杂精密构件3D打印成型。其中，90余种构件通过整机热试车考核，30余种构件实现不同批量交付，已应用于长征系列火箭50余次发射任务和飞行试验，为我国“祝融号”火星车软着陆、载人空间站、探月工程和北斗导航等航天重大工程的实施提供了技术支持和保障。通过3D打印技术替代熔模精密铸造工艺，加强肋的制造周期缩短了75%，合格率提升至98%，成本降低30%，且产品多项性能指标接近甚至超过传统铸件历史最高值。7103厂是我国唯一的大型液体火箭发动机研制生产厂。2014年，该厂组建增材制造创新中心，致力于以3D打印技术推动航天液体动力工艺技术发展和制造能力提升。该中心成立以来，实现了技术研制能力的快速提升和工程化应用的多点推进，先后突破了20余项关键技术，覆盖了70%以上液体动力常用材料，完成了45种型号中10类结构、230余种复杂精密构件的3D打印成型。
3D打印轻量化建筑
Branch Technology据说是世界上第一家成功按比例3D打印内墙的公司，使用超大自由形式3D打印机打印各种聚合物蜂窝矩阵。公司创始人Platt Boyd于2015年将Branch迁至查塔努加（Chattanooga），通过GIGTANK（一家精品创业加速器）利用城市的众多资源。Branch Technology使用一种称为蜂窝制造 (C-FAB，Cellular Fabrication) 的专有3D打印工艺来创建定制的开放式蜂窝结构，用作传统建筑材料和建筑组件的独立结构或脚手架。使用C-FAB，Branch Technology能够使用纤维增强聚合物实现高强度重量比，同时实现与世界上最快的分层3D打印机相同的体积速度（但使用的材料少20倍）。C-Fab®是一种独特的打印方法，可以让材料在开放空间中固化，形成几乎任何形状的聚合物基质。通过直接数字制造 (DDF) 设施和机器人技术，利用大型6轴机器人3D打印机，Branch Technology能够有效地创建大型结构或形状。然后将建筑整体降级为可组装的平面切割材料，再使用3D打印技术在开放空间中实现立体形式。
3D打印猫头盔
它叫Cathode，是一只见过大世面的狸花猫，为什么这么说呢，因为它上过高山，也下过大海！它的主人Rémy因为生活枯燥想养一只猫咪，便在收容所遇到了Cathode，因此Cathode就加入了Rémy的小家，也从此开启了猫生巅峰。Cathode一开始和平常在家的猫没什么不同，但Rémy是一个非常喜欢运动的男生，所以他决定带Cathode一起去探险。更让人羡慕的是，Rémy为了Cathode在兜风的时候，眼睛不受风沙的伤害，使用3D打印给Cathode量身定做头盔！
3D打印猪骨骼肌组织
3D生物打印技术被广泛应用于组织工程领域。对于培育肉生产，3D生物打印技术提供了一种从肌肉细胞获得组织结构的有效途径。由于生物墨水携带细胞并支撑结构，它们必须具有良好的机械性能和生物兼容性，这是3D生物打印的关键挑战。这些特性决定了3D结构的精度和细胞的活性。由于水凝胶的高含水量、物理结构、机械性能和3D网络结构，目前是首选的生物墨水。水凝胶还可以模仿细胞周围的细胞外基质，为细胞生长提供有利的环境，并使细胞间相互作用和生化信号交换成为可能。各种天然水凝胶材料常用于3D生物打印系统，也广泛用于食品工业，如海藻酸盐和明胶作为食品添加剂，胶原蛋白作为外壳原料，以及丝素蛋白用于食用包装材料。
3D打印斑纹梁
开源3D打印机的开发商RepRap公司开发了一套最新的Python程序，使用户能够3D打印低成本的基于PLA材料的梁，其硬度与钢制同类产品相差无几。这个开源的FreeCAD程序设计的独特之处在于操作便捷、易于使用，因为它只要求用户指定一些非常基本的参数。这包括梁的长度、宽度和高度，以及支杆的厚度和梁两端安装块的直径和螺丝孔的数量。然后，该脚本会依据参数自动生成整个梁的3D打印模型。RepRap公司在一篇博文中写道："很多人在这种类型的机器上打印了长工字梁，但我们认为，我们要写一个Python FreeCAD程序来生成更适合3D打印的参数化梁，利用这种技术的复杂性或多或少是免费的，而且无限长带式打印机可以打印许多悬空的形状，而无需支撑材料。"当涉及到真正利用3D打印来赋予设计自由时，增材制造设计（DfAM）软件是不可或缺的。今年早些时候，3D打印机制造商Stratasys和工程软件开发商nTopology在其FDM夹具生成器设计自动化工具中增加了一个新的遮蔽夹具模块。该软件旨在简化3D打印夹具、固定装置和其他工具的设计过程。
3D打印美军营房
来自美国德克萨斯州的建筑公司ICON公布了一个极富创意的3D打印训练营房，据称它是北美最大的3D打印结构。这座3D打印建筑是与德克萨斯州军事部门（TMD）合作设计的，安装在德克萨斯州巴斯特罗普的斯威夫特营地训练中心，在训练执行任务时可容纳多达72名美军，成为世界上第一个专为士兵训练而设计的3D打印营房。这个建筑项目是AFVentures、TMD和美国空军内部孵化器AFWERX的SBIR战略基金协商后增加的结果，他们目的是寻求利用建筑级的3D打印技术创造未来的营房。ICON公司的联合创始人EvanLoomis说："ICON团队很荣幸能与TMD、AFWERX和国防创新部门一起工作，创造了这些可弹性制造、节能的3D打印营房，士兵们现在可以在训练期间称之为家。ICON继续我们的使命性工作，为社会住房、救灾住房、市场价格住房提供适当的、有弹性的住所，现在又为那些为我们国家服务的人提供住所。我们正在将这项技术推广到德克萨斯州、美国，并最终推广到全世界，这是新的住宅建设模式真正革新的开始。"
