3D打印一周趣闻

3D打印手指关节

来自弗劳恩霍夫研究所的专家联盟使用了AI 和3D打印技术，为患者制作个性化的关节植入物。在使用传统植入物的情况下，选择是有限的。患者可以选择硅胶植入物，但它有松动的风险，需要进一步手术来矫正。或者，患者可以选择标准植入物，但它仅提供某些标准尺寸，并且不能完全恢复相关手指的全部运动范围。定制个性化的手指植入物是最好的解决方案。这就是 FingerKIt 联盟通过其 AI和3D打印进行关节制造的目标。研究人员开发了利用人工智能将 2D X 射线图像转换为手指骨骼和关节的 3D 模型的软件。然后可以在 3D 模型中对损坏的关节进行任何修正。Fraunhofer IAPT 增材制造工艺鉴定部门负责人 Philipp Imgrund 博士说：“由于植入轴的结构非常精细，我们选择使用金属粘合剂喷射 3D 打印方法来打印钛，这种方法可以极其精确地生产小型、复杂的植入物，还使我们能够以这样一种方式构建轴的表面，使其更有效地生长到骨骼中。

3D打印硬制合金

瑞典跨国工程公司山特维克宣布开发了一种新型的可3D打印硬质合金。这种材料以前只通过其他技术用于制造，它具有独特的钴和碳化钨基体坚韧结构，使其具有所需的耐用性，可以生产高要求、高性能部件。这些粉末在通过气体雾化塔进行生产，可根据任何打印技术进行定制，其颗粒大小从5微米到500微米不等。该公司的Osprey金属系列的批量从1到6,000公斤不等，现在从钢到镍基超合金都有，使其能够满足各种应用。硬质合金由于其独特的复合结构，即耐磨相被韧性金属粘结剂粘结在一起，使其具有产生金属切割、农业、食品和石油及天然气应用部件所需的强度。这种粉末是通过一种未公开的开发的，据说可以生产出与以前一样的超硬部件，同时还可以利用3D打印带来的减少浪费和增加设计自由度。

3D打印玻璃结构

随着玻璃的尺寸、几何形状、表面粗糙度和机械强度要求的发展，传统的加工方法受到挑战。科学家们介绍了熔融石英组件的微尺度计算轴向光刻 (micro-CAL)，通过断层照射然后烧结的光聚合物-二氧化硅纳米复合材料，制造了内径为 150 微米的三维微流体，表面粗糙度为 6 纳米的自由形式微光学元件，以及最小特征尺寸为 50 微米的复杂高强度桁架和晶格结构。一项体积光固化3D打印玻璃微结构新研究登上了《科学》杂志封面，加州大学伯克利分校研究人员的这种方法速度更快，可以生产出具有更高光学质量、设计灵活和强度更高物体。研究人员与德国大学的科学家开展合作，在他们三年前开发的3D打印工艺基础上实现了新的突破（计算轴向光刻CAL）。以实现更为精细的玻璃构造，他们将这个新系统称为“micro-CAL”。CAL 3D 打印方法为微型玻璃物体制造商提供了一种新的、更有效的方法，可以满足客户对几何形状、尺寸以及光学和机械性能的苛刻要求。

3D打印切削工具

国外制造商Star SU Neher公司采用3D打印技术生产出了轻质的、拥有多功能的大型工具件，并提高工具使用寿命和性能。随着航空航天和汽车等终端市场对大型零件需求量增加，对大型切削工具的需求也越来越大。电动汽车尤其如此，它的定子外壳可能超过230毫米。但更大的切削工具意味着重量的增加，这可能导致一系列问题，包括主轴损坏、工具从主轴上掉下来和增加噪音。为了避免这些问题，制造商可能不得不投资于具有特殊设计的主轴接口的机床，这些担忧也导致航空航天业制定了限制切削工具重量的准则。为了解决刀具重量增加带来的设备易损坏问题，Star SU Neher采用了另一种方法：3D打印切削刀具，不仅使大型铣刀符合重量要求，而且确保它们的性能和寿命超过更多的传统同类产品。3D打印工具还具有更好的平衡性，这进一步延长了工具的使用寿命。

3D打印脊柱融合器

Bond3D在这一领域发现了一个机会，那就是开发脊柱椎间融合器，它可以实现更清晰的无伪影CT/MRI成像。据该公司称，生产具有类似于天然骨的模量的植入物、促进骨生长的多孔区域和防止网格塌陷的刚性，也仍然是生物医疗器械领域的一个持续挑战。为了解决这些与成像和硬度有关的问题，Bond3D公司与Invibio生物材料公司合作，开发了高孔脊柱笼的3D打印能力。Bond3D表示，其技术允许创建第四代植入物，结合了前几代的所有优势，并兼具增强的生物力学和生物相容性，以帮助骨骼再生。虽然3D打印在更广泛的医疗市场上仍在寻找它的立足点，但该技术已经在定制脊柱植入物制造领域流行起来了。4WEB医疗公司现在销售整个系列的这些设备，包括其独立的前部脊柱桁架系统，旨在脊柱疾病治疗期间使用。

3D打印骨骼模型

来自加拿大的卡摩森创新团队使用3D扫描仪和大尺寸3D打印机完美复原了鲸鱼骨骼模型，并将模型用于博物馆展览。以往这些展出模型会因为在世界各地的大规模展览造成或多或少的缺失，3D打印技术的则可以很好地帮助解决这一问题。3D打印的鲸鱼骨头模型精确、耐用、成本效益高，而且可以快速制作。与传统的模型制作方法，如手工雕刻或使用硅模具相比，使用3D扫描、数字数据处理和3D打印可以节省数千美元，并将生产时间缩短九个月。自从与Camosun创新公司合作以来，Cetacea这个小型家族企业已经能够扩充员工规模和提升员工技术能力，帮助他们扩大其创造骨骼的使命，激发对自然世界的理解和保护。该团队使用白色的ABS-M30材料来复制鲸鱼骨头。他们用1.5毫米的带壳部分打印骨架，用可膨胀的泡沫填充核心，并使用ABS管道胶水连接各部分。

3D打印钨铼喷嘴

相对于其他的钨基合金来说，钨铼（W-Re）合金拥有更为优异的综合性能，主要体现在既有低温延性，又有高温强度，因而被广泛应用于航天、航空、军事、国防、半导体、焊接等领域。在航天领域，球形W-Re粉末多被用于3D打印火箭发动机喷嘴的核心插件上。球形W-Re合金粉末是一种以钨元素为主要材料，以铼为辅助材料的合金粉末，兼有钨和铼的优点，如高熔点、高硬度、高密度、耐高温、耐腐蚀、耐磨、耐冲击、良好的化学稳定性和塑性等，因而相对于其他的钨基合金或铼基合金来说适合用来制造火箭发动机的喷嘴部件。3D技术除了可以打印钨铼喷嘴插件之外，还能打印出灯丝、测温部件和加热部件等。钨铼合金丝能有效避免钨丝经过高温使用后脆性增大，容易发生断裂的问题，因而常用作生产特殊要求的钨丝灯，色谱热敏感元件，电视机加热丝，彩色显像管热丝，电子管灯丝和栅极等。