3D打印一周趣闻

3D打印技术还原心脏

某团队研究开发了一种氧化石墨烯(GO)/海藻酸盐/明胶复合生物墨水，并用其负载人类间充质干细胞(hMSCs)进行三维仿骨支架的打印。通过对4组不同浓度的氧化石墨烯(GO)水凝胶进行对比实验，证明了骨组织模型在组织工程应用中的潜力。首先，研究人员通过对复合溶液（GO/海藻酸钠/明胶）进行光学显微镜分析，来观察GO在水凝胶溶液中的分散性。随后对不同GO含量的水凝胶进行了弹性和粘度的流变学测试，从而确定生物墨水的可打印性（图1）。随后，研究人员针对不同GO浓度对矿物形成和支架保真度的影响进行了研究（图5、图6）。并通过使用茜素红S和H&E对三维细胞支架的ECM矿化和细胞形态进行了评估。结果表明GO的掺入改变了藻酸盐/明胶支架的粗糙度和细胞粘附性能，从而使其中的细胞具有更多的应力纤维（图7）。综上所述，研究人员利用生物3D打印技术成功制备了负载细胞的GO/海藻酸盐/明胶复合仿骨支架。通过CT扫描和组织学染色证实了掺入GO可增加支架中矿物质的形成，证明了生物3D打印矿化缺陷支架可被用于体外骨模型、化合物筛选或毒性测试，从而减少相关实验对动物的使用。

近日，西蒙弗雷泽大学3D打印实验室的研究人员研究了一种折叠结构，目标是开发一种低成本的便携式呼吸机，其突破点就是3D打印的折纸管。为此目标，研究团队开发了一种可靠的采用机械可调 3D 折纸结构设计的主动安全气囊及通风控制系统。呼吸机中的呼吸机框架、3D 折纸管以及3D架构传感器的导电路径均采用了3D打印技术，由熔融长丝制造 (FFF) 3D 打印机完成打印。基于 3D 折纸结构的主动安全气囊展示了可靠和可重构的特性。通过调整折纸结构的重复单元模式的角度参数，整个折纸结构的风量和刚度可以被定制，以提高作为主动安全气囊的性能，其压缩前后的体积比约为85%。同时3D 折纸管在压缩力下的旋转行为允许安全气囊中的更多功能，例如结构化压力传感。折纸式安全气囊上带有电位测量机构的3D打印结构传感器允许准确监测呼吸机电路中压力传感器的测量气压。通过 3D 打印的可重构折纸管可以实现具有特定气流速率的目标风量的准确输送。

加利福尼亚大学圣地亚哥分校的研究人员已经使用3D打印技术生产出了柔软而灵活的行走“类昆虫”机器人。用于制造机器人的预算型增材制造技术可以降低3D打印软机器人的入门成本，并为该技术在对人类不安全的地方打开新的应用。根据研究人员的说法，制造昆虫机器人的主要挑战之一是重建复杂的外骨骼结构力学。外壳需要提供多种功能，包括结构支撑、关节灵活性和身体保护，同时提供传感、抓取和附着的功能表面特征。最近，机器人专家开始使用多材料3D打印，激光切割，层压和压铸法，将身体和四肢的适应性纳入机器人设计中。这些制造技术也有缺点，因为它们通常以获取昂贵且耗时的制造工具为代价，这些工具提供了有限的材料选择。为了使他们能够以更节省成本的方式3D打印柔性和弹性外骨骼，研究团队设计了一种新颖的混合方法，称为弹性骨骼打印。使用熔融沉积建模（FDM）3D打印机和标准的长丝材料（例如丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS））使该方法更便宜且更易于使用。此外，新技术不同于传统方法，而是通过将3D刚性细丝直接打印到加热的热塑性薄膜上，来制造软机器人。这种方法为沉积的材料提供了灵活而坚固的基础层，并能够精确控制机器人体内关节和支杆的刚度和特性。

由肯纳全球解决方案工程团队开发的3D 打印电机孔精加工刀具从130个的参选产品中脱颖而出，被德国MM MaschinenMarkt评为行业先锋产品！随着汽车制造商不断扩展混动和纯电动汽车产品的业务领域，肯纳金属公司利用增材制造工艺设计灵活性的特点，满足客户在电动汽车零部件加工领域对轻量化刀具解决方案日益增长的需求。创新的 3D 打印电机孔精加工刀具与碳纤维刀体以及技术成熟的 RIQ 刀片相结合，可在电机外壳深孔加工应用中表现出色，大幅提高生产率和可靠性。电机孔精加工刀具可在一次操作过程中同时加工三段直径尺寸，并确保加工表面具有出色的平行度和同心度，同时还可显著缩短加工节拍。轻量化的3D打印组合式刀具可实现更快的换刀操作，即使在功率扭矩较低的机床上也有出色的性能表现。

由Twente Additive Manufacturing (TAM) 打印的Fibonacci House 3D成为了第一个在流行房屋共享网络Airbnb上列出的完全3D打印混凝土微型房屋。这个独特的建筑住宅根据著名的斐波那契数列设计，位于宁静的Procter，距离不列颠哥伦比亚省Nelson大约40公里。住户可以欣赏Purcell山脉的壮丽景色，可以通过远足、骑山地自行车或步行到社区海滩，畅游Kootenay湖。斐波那契屋因为它的螺旋形式符合斐波那契数列。房间包括2张床，1个浴室，还带有2个阁楼，最多能够容纳4人。房屋3晚起租，平均每晚售价约161美元（约1040人民币）。房屋结构是完全3D打印的，当地承包商完成了天花板、窗户和公用设施（包括Wi-Fi）等细节，以及集成的管道和电力系统。

导光板是LCD显示背光模组的核心部件之一，某公司发明的3D打印玻璃导光板是全球首创量产的创新性产品。相对于以亚克力材料为主的传统导光板，公司生产制造的玻璃导光板具有耐高温、耐潮湿、耐老化、结构刚性、散热性能良好等一系列的优点，且通过公司发明的全玻璃贴合背光模组形式，轻薄、无边框，外观更现代，且整机综合成本大幅下降，因此产品方案对下游客户非常有吸引力。搭载超显科技玻璃导光板的LCD显示模组，在显示清晰度和外观上可以媲美OLED技术，但成本远低于OLED显示模组，可以赋能传统LCD背光模组厂和品牌厂商，实现终端产品的创新和升级，具有非常广阔的应用前景。在技术上，以国产玻璃为基材，结合纳米材料和油墨制备技术，以及3D喷墨打印工艺技术和自动化贴合系统集成技术，构建了极高的材料技术门槛和制造工艺壁垒，从而赢得了公司产品在市场应用端远远领先于同行的先发优势。

6月29日，西班牙巴塞罗那正在举办的世界移动通信大会上，西班牙初创企业“新肉类公司”的展台吸引了很多参观者。这家家公司用3D打印机打印出了一块“素肉”，以植物原料重塑动物肉类的肌肉纤维，烹饪后香气四溢。打印肉以豆类及大米蛋白等植物成分为原料，通过3D打印机、微挤压技术，从而模仿出纤维肉状质感及口感。公司负责人介绍称，这种“素肉”不仅更加健康，还可以有效减少畜牧业产生的温室气体排放。该公司希望明年将3D打印肉推向市场。

位于法国的利勃海尔 SAS 工厂致力于开发、设计、装配和测试用于重型机械的大型柴油机。如下图所示，看起来并不起眼的零部件恰恰是利勃海尔零部件部门向 3D打印成功转型的成果：用于固定驱动该公司重型机械和发电设备发动机的托架。FDM金属3D打印不锈钢成功应用于重型柴油发动机托架零件，满足高性能要求，而且成本相对较低，有望批量化生产制造。当企业希望通过增材制造技术改变传统制造方法时，选择经验丰富且值得信赖的3D打印专家合作伙伴是成功的关键。Forward AM 借助其专业增材制造咨询服务以及虚拟工程领域深厚的专业知识，为世界领先的工程机械生产商利勃海尔零部件部门提供金属线材与增材制造咨询服务，帮助利勃海尔建立“增材制造思维”，通过3D打印出首个零部件原型并有望实现批量化生产。目前，利勃海尔零部件部门开始进一步转型，并计划推动利勃海尔集团其它生产部门采用增材制造技术。继Forward AM Ultrafuse®316L 金属3D打印线材之后，利勃海尔零部件部门计划将 Forward AM 的先进聚合物粉末、工程级塑料线材及多用途树脂等全系列材料整合到该部门的全球生产中。

随着动漫与游戏行业这类大文化产业的飞速发展，“手办”越来越受到关注与推崇，许多经典角色被做成手办后变成收藏品。而国漫的崛起，也让由动漫本身所带来的人物手办处于热门境地。精英动漫文化传播股份有限公司（以下简称“精英动漫”）旗下“叶罗丽”就是这样一个受到青少年乃至成年人热爱并追捧的IP。在正式引入RAYSHAPE 3D打印机之前，精英动漫就已经摒弃传统制作方式，开始尝试用外发3D打印设计迭代制作IP手办了。精英动漫的工程师坦言：“我们使用3D打印手办的初衷就是为了提高生产效率，缩短上市周期，降低成本，尽可能早的让受众接触到心仪的人物IP，避免了长久的等待。”3D打印技术为文化产业带来了新的生机和活力，无论是文物的数字化建档、修复，还是虚拟展示、周边衍生品开发，无论是雕塑、手办模型的数字化设计、缩放，还是铸造过程的改进、升级，处处都有3D打印技术的身影。