3D打印一周趣闻

3D打印义眼

2021年11月25日，英国穆尔菲尔德（Moorfields）眼科医院成功地为患者植入 3D 打印义眼（人工佩戴假眼），这是 3D 打印义眼在全球范围内的首次应用案例。穆尔菲尔德眼科医院表示，“其他替代品由一个手绘在圆盘上的虹膜组成，再被嵌入眼窝。而这只 3D 打印义眼的逼真度更高，其瞳孔的清晰度和深度更加接近真实。”据穆尔菲尔德眼科医院相关资料，“这种 3D 打印的技术还可以节省安装义眼的等待时间，从传统制作的 6 周减至 2-3 周左右。”也就是说，该技术可将整个义眼的制作时间节省至少一半。

3D打印半导体结构

华中科技大学武汉光电国家研究中心熊伟教授团队利用金属有机框架（MOF）前驱体开发了一类多功能、可定制的金属键合复合光敏树脂，通过TPP飞秒激光3D打印和随后的热解工艺实现了氧化锌（ZnO）和四氧化三钴（Co3O4）3D半导体微纳结构的增材制造，并制备了基于ZnO的2D和3D微型紫外探测器，探讨了该技术实现3D半导体器件的可能性。在众多的3D打印技术中，基于双光子聚合（TPP）的飞秒激光3D打印由于结合了真3D制造和亚微米空间分辨率的优势已发展成为一种富有前景的制造技术。功能性光敏树脂的研发一直是支撑TPP技术走向应用的一个关键方面。

3D打印航空热交换器

目前，Al250C材料已连续打印各类产品两年多，产品得到了国内外航空航天和科研等领域客户的广泛应用和性能验证。某团队根据市场应用反馈，持续深入挖掘Al250C规模化应用潜力，优化升级材料成分，配套完善打印工艺和后处理工艺参数包（热处理工艺极为简便，比AlSi10Mg热处理工艺可减少75%以上的时间和能耗），并积极帮助客户完成高强铝合金航空航天等领域复杂构件研制工作。Al250C弥补了传统6系铝合金材料不能完全适用3D打印工艺缺点，同时解决了传统铝合金强度低、使用温度低等问题，是一种新型高强度铝合金材料，具有着广泛的应用前景。用该材料制作航空铝合金3D打印结构件，更有希望替代目前航空航天上的部分钛合金构件，达到航天航空领域降低重量与节约成本的目的。

3D打印混凝土材料

皇家墨尔本理工大学的研究人员开发了一种新的生态友好型3D打印混凝土材料，这种材料用的特殊之处在于它是使用回收的玻璃作为骨料。研究团队认为，通过选择使用回收的玻璃颗粒作为河沙替代物，可以在建筑领域宣传循环经济理念，将3D打印和可持续混凝土生产的好处联系起来。该团队还调查了玻璃颗粒对混凝土抗弯强度和裂缝扩展特性的影响。他们确定，凭借3D打印的技术路线，这种新型配方实际上也可以提供机械性能方面的好处。

3D打印+肉毒素

近期，深圳南方科技大学医院（南科大医院）神经内科医生在3D打印导板兼支具的引导下，为一名来自重庆的肢体痉挛导致运动障碍患者注射肉毒素，使其迎来了肢体运动功能恢复的曙光。在虚拟3D重建图中，医生可非常清晰地“解剖”出支配手及腕运动的每一条小肌肉，并可根据陈先生肢体痉挛瘫痪的症状，选定导致肢体痉挛的肌张力增高肌肉，作为肉毒素注射的靶点；在虚拟的上肢解剖图中标定靶点，规划出注射肉毒素进针路线，避开重要的神经血管，以最安全便捷的路径进入靶点，然后在虚拟3D重建图的特定部位皮肤上设计导板和导孔，对导板进行3D打印并消毒。术中，杨红军将导板戴在患者患肢上，通过导孔将注射针准确地穿刺到目标肌肉，做到精准“解剖定位”。

3D打印截骨导板

近年来3D打印技术日益成熟，3D打印技术在骨科手术的术前规划、导板制作等领域应用也越来越广，该技术可以提高手术的精确性，缩短手术时间并减少放射暴露时间。在本研究中，作者通过收集患者双下肢全长X线片及膝关节CT数据，进行畸形分析及术前规划，并制作3D打印患者匹配工具（patient specific instrument，PSI），根据患者胫骨近端解剖数据定制OWHTO截骨模板，在3DPSI辅助下行OWHTO手术。目的在于通过比较术前计划力线和术后实际力线的差异及胫骨平台后倾角的变化，统计手术时间、术中透视次数与术中、术后早期并发症情况，评估3D打印截骨导板辅助OWHTO手术的准确性与安全性。

3D打印定制游艇

游艇其实是非常定制化的一款产品，通常是按照客户设定的规格制造的，许多部件需要在安装前专门定制，3D打印可以帮助降低制作成本和缩短制造时间，但不仅如此，它还为定制化生产提供了更多的材料选择和更多的设计自由。配合CAD进行模型设计，3D打印技术很好地满足了Sea3D定制化制造的需求，能够精确匹配游艇上不同空间，不同数量，不同造型部件的设计和生产。随着对3D打印技术的深入了解，Adam和Nick通过3D打印生产零部件变得更快，且能够使用更适合预期的材料进行生产，这样的方式让他们能够准确地把控成本；相较于传统制造，FUNMAT HT支持开放式的材料系统，因此他们可以测试多种类型的打印丝材，避免了额外的成本。

3D打印膝关节支具

某团队将3D打印技术运用在了膝关节矫形支具的设计制造中，研发了新型个性化3D打印单侧减荷式膝关节支具，在个性化治疗的同时还减轻了矫形支具的重量，大幅度提升了患者佩戴矫形支具时的舒适度。针对膝骨关节炎的物理治疗方式中最常用的是佩戴膝关节矫形支具。早中期膝骨关节炎患者通过佩戴合适的膝关节矫形支具可以延缓甚至抑制关节的退变或增生，延后手术治疗的时间，甚至可以避免手术治疗。膝骨关节炎的支具矫治是一个长期过程，对于膝骨关节炎患者，短期佩戴膝关节矫形支具可以减轻关节疼痛，长期佩戴可以达到矫正患肢力线、永久改变关节间室间隙的目的。因此，矫形支具治疗是手术之前很长一段时间最重要的治疗手段。

3D打印农业大棚

博彭3D打印助力“三农大业”，全球首个百米整体现场打印农业大棚落户塞上明珠银川。该农业大棚坐落在塞上明珠宁夏银川的金凤区，作业全长100米。在宁夏自治区夏天极其干燥和炎热的情况下，博彭科技完成了具有挑战的施工，为全球首例现场一体打印的绿色农业基础设施。通过博彭的现场图片可以发现，施工过程中的3D打印特有纹路，特别的整齐漂亮；且内波纹墙体，具有天然的隔热保温功效，而且还特别节省材料。除了严酷的天气因素带来的挑战以外，现场施工还克服了昼夜温差大等不利因素，白天黑夜不间断施工，全球首例，真正地把3D建筑打印从实验室，落地到了广大的应用市场，具有划时代的意义。

3D打印气体传感器

来自都柏林三一学院（Trinity College Dublin）和SFI先进材料和生物工程研究中心（AMBER）的研究人员利用3D打印技术开发了一套新颖的微型气体传感器。这些3D打印传感器的设计模仿了孔雀的变色羽毛，能够在某些溶剂蒸汽的存在下改变颜色。因此，它们可以被用来提供一种非常直观的危险污染物检测方式，同时在制造上具有显著的成本效益。研究团队认为这套设备可能在家庭、汽车和工作场所的实时气体监测中，以及应用到个人健康的可穿戴设备上产生重大影响。此外，3D打印的传感器成本低、可适应不同的刺激、电力消耗需求小，并且高度敏感，这都是他们研究成果的优势。