3D打印一周趣闻

3D打印除颤器

震颤是一种不自主和振荡的运动障碍，使受影响的患者难以进行日常活动。手部震颤抑制矫形器是无创的可穿戴设备，旨在减轻震颤。各种研究表明，这些设备是有效、经济和安全的;但是，它们具有诸如重量大、形状笨拙和刚性部件等缺点。本研究调研了不同类型的震颤抑制矫形器，并讨论了它们的效率、机制和优缺点。首先，详细描述了各种矫形器（具有被动、半主动和主动机制）。接下来，作者介绍了增材制造（AM）最近在制造用于震颤矫形器的传感器和执行器方面取得的进展，并进一步分析增材制造技术中使用的材料。研究发现，传统的制造问题可以借助AM技术解决，例如使矫形器价格合理，更轻，更便于定制。正被广泛讨论的另一个概念是使用智能材料和AM方法，例如3D打印，以使矫形器更加舒适和高效。

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打印高端钢笔

Pennaio凭借Stratasys 3D打印技术带来了大量创新设计，并重新推出了经典品牌Duchessa 1935。“美国梦“是其中一款，由76个部件组成。Il Pennaio与高端时尚配饰制造商Florenradica合作，以夺人眼球的设计大获成功，新品不仅吸引了大量新客，还创下了销售新高。II Pennaio力证了这次3D打印设计所取得的成功和所彰显的品质，就在该新产品系列上市几周后，II Pennaio立即被欧洲最大的钢笔零售商之一La Couronne du Comte选为合作伙伴。鲜艳的色彩和精致的图案是这次新设计的两大特色，其他3D打印机都无法实现，更别提传统的生产工艺。有了Stratasys 3D打印技术的加持，Moricci看到了产品设计领域全新的发展可能。

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于2015年将Branch迁至查塔努加，通过GIGTANK利用城市的众多资源。Branch Technology使用一种称为蜂窝制造 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打印纤维服装

3D打印初创公司Simplifyber已经筹集了350万美元的种子资金，这笔资金将用于推广他们所开发的可生物降解的3D打印纤维素基服装产品。Simplifyber公司的新产品围绕其增材制造系统和专有的纤维素配方，它利用这些配方来生产从T恤到鞋面等一系列的完全可生物降解的产品。这种材料已经被用来形成更可持续的3D打印原料，并用于3D打印汽车、船舶和电气绝缘领域的部件。纤维素也已被探索用于4D打印的应用，以制备可以和水发生反应的结构。Simplifyber的目标是利用他们的纤维素基材料和3D打印技术来取代编织品和针织品，这两者共构成了250亿美元的全球市场。

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。