3D打印一周趣闻

3D打印文琴奏响《梁祝》

《唱响春天》实验交响音乐会在长沙音乐厅奏响。湖南省自主研发的民族乐器中国文琴首次实现3D打印制作，初试啼声、一鸣惊人，与西洋乐器实现了完美融合演出充满实验性，湖南省自主研发的民族乐器中国文琴完成3D建模打印，与铜管、木管、打击乐等西洋乐器合作，奏响在湘江畔的长沙音乐厅。这不仅是3D打印的文琴首次展现其音色，也是3D文琴首度与西洋乐器融合。著名二胡演奏家张音悦用3D文琴参与文琴协奏曲《梁祝》，音调婉转、一气呵成，让全场观众沉浸在了动人的音色中。文琴是个新鲜事物，3D打印就更新鲜了。据介绍，文琴之前一直用手工制作，而如今，在3D建模阶段就被拆分成了盖板、支架等七个零部件，运用高分子材料打印，然后组装完成，就像拼装积木一样神奇。之前文琴都是用手工制作，费时费力，而且材料采用珍贵木材，既造价高又不环保。而实现3D打印降低了琴的造价，也减少了对自然的破坏。这样的创新降低了学习的开销，有利于这门乐器的传播和推广。

3D打印手指假肢

传统的治疗方法中，患者通常可以选择美容手指假肢，它模仿真实的手指但没有功能。然而，医疗 3D 打印中心的 3D 打印版本具有可移动的关节，使患者能够以接近正常的功能进行操作。除了定制化和灵活性之外，3D 打印假肢还是一种经济高效的选择。一个手指的美容假体比它的 3D 打印假体贵几千美元，而 3D 打印假体的制作成本仅为几百美元。Heng 博士将 3D 打印手指假肢描述为“轻巧且功能齐全”，与较大的肌电假肢相比，患者更喜欢它们，后者利用肌肉活动为运动提供动力，通常不受患者欢迎。Ko 先生期待着他的定制假肢，该中心目前正在开发该假肢。

3D打印髋关节假体

来自波兰卢布林市的一家医院首次成功地使用3D 打印制作了钛基复合材料髋关节假体，并将它用到患者身上。在骨科公司 Medgal 的帮助下，医疗团队开发了一种 3D 打印的髋关节植入物，完全符合患者的需求。他们首先为患者拍摄了 X 光和高分辨率计算机断层扫描，然后创建骨盆和髋关节的 3D 模型。这使医生能够评估患者骨盆底的缺陷和损伤，并在工程师团队和整形外科医生的帮助下制作植入物。这最终安装到剩余的髋臼上，使假体的髋臼部件能够牢固地放置在骨盆骨中。植入物表面涂有钛、碳和硅树脂的通孔涂层。这最接近患者的天然骨骼并且类似于骨骼结构。此外，涂层还具有抗菌作用。这是为了确保骨骼能够真正长入植入物的结构中，并确保患者能够尽快恢复健康。虽然在这个案例中没有提到具体使用了哪种技术，但有一些大概的方向可供热猜测，包括 FDM 和光聚合。无论如何，在这次成功的手术之后，卢布林的医生团队可以肯定的是，未来会有更多使用 3D 打印假肢的手术。

3D打印艺术作品

实验在当代艺术中的作用是至关重要的。在艺术制作领域，3D打印让许多不可能的事情变得可行，为艺术家们带来了全新的媒介——树脂，即便它还存在着很多材料上的缺点。纽约艺术家雅各比·萨特怀特（Jacolby Satterwhite）在他2020年的作品《黑色午餐》中，以3D打印的树脂碎片和霓虹灯相结合，为19世纪法国现代主义画家爱德华·马奈的《草地上的午餐》引入了迷人的当代主题。3D打印还为当代艺术作品带来了令人惊讶的纹理。2021年，中国艺术家许方华在香港大馆当代艺术馆中展出的装置作品《月亮》，就用了炭黑色的粉末材质，3D打印出了月亮表面的环形山，为作品添加了惊人的真实感。

3D打印文物

对于那些生产艺术复制品的人来说，3D打印技术也可以用来大幅提高生产效率。在对原作进行精细的纹理扫描之后，他们可以获得画作精确的表面高度数据。通过二次打印（3D打印+普通打印）之后，他们可以获得一个和原作几乎完全相同的复制品。当然了，这种以假乱真技术在文物保护上能够得到更好的应用。早在2016年，两位德国艺术家就秘密地扫描了柏林新博物馆的镇馆之宝——纳芙尔蒂蒂半身像，并将3D模型放到了网上供所有人下载。德国和埃及政府围绕这件古埃及雕塑早就吵翻了天，也许埃及的博物馆用3D打印出一件完全相同的雕像供展陈，在争端尚未解决的时候并不是一个很坏的选择。在人类无法保证妥善保护所有人类文明中的艺术精品的时候，3D扫描和3D打印技术一定是保存文物最便捷和有效的手段。此外，3D打印甚至能够帮助“修订”一个更容易理解的艺术史的时间线。

3D打印鼻子重塑外貌

新加坡陈笃生医院医院(TTSH)为一位接受癌症治疗的患者制作了一个3D打印鼻子。患者经历了多次手术，从鼻腔中切除了一个肿瘤，导致他失去了鼻子。然而，在TTSH医疗团队的帮助下，利用3D打印技术，制造出了患者的鼻子假体，为他提供了新的自信和自尊。医院的高级顾问兼耳鼻喉科主任表示，3D打印技术可以让医生更好地复制患者的鼻子，而不是按照外科医生认为鼻子应该是什么样子的构造。整形外科医生兼该中心负责人Michael Yam博士于2019年首次使用3D打印辅助手术，并表示3D打印在手术前解决方案的想象和教育患者上非常有帮助。该项目的成功为其他患者提供了希望，让他们可以获得更符合自身需要和身体特征的假体。医院表示，这是新加坡制造的第一个3D打印假鼻，并且他们还计划为更多的患者提供类似的服务。

3D打印机器人手

 来自剑桥大学的研究人员开发出了一种经济实惠、节能的3D打印机械手，能够通过手腕运动和“皮肤”中的触觉来抓握和握住各种物体。这种柔软的 3D 打印机械手没有独立移动的手指，而是使用被动运动来完成复杂的动作。手的“皮肤”包含了传感器，可以预测它是否会通过以不同方式抓住物体而掉落物体。与完全机动的机器人手指相比，机械手的被动运动使其更易于控制且更节能。这种适应性强的设计在制造低成本机器人方面具有潜在的应用价值，这些机器人具有更自然的动作，可以抓住各种各样的物体。3D 打印技术的最新进展促进了将软组件集成到机器人设计中，增加了节能系统的复杂性。在剑桥工程系，Fumiya Iida 教授的仿生机器人实验室一直在研究一种解决方案：一种能够以正确的压力和最少的能量使用来抓取各种物体的机械手。该团队使用嵌入触觉传感器的 3D 打印拟人化手，使手能够感知它触摸的物体。手的运动是被动的和基于手腕的。

3D打印房地产沙盘

一家拥有25年商业经验的高端商业房地产模型制造商LGM，与3D打印和CNC按需定制零件服务商Quickparts合作。将3D打印与建筑、工程和开发领域相结合，为客户提供更为先进的可视化建模，皆在让它们能够高效地设计、建造和营销房地产产品。LGM非常擅长在REVIT等软件上，制作建筑CAD文件，这些文件都可用于3D打印，自2000年以来，一直在内部进行3D打印工作。它最吸引人的核心技术能力，能够快速制造高精度大型打印件、和拥有光滑表面细节的表面处理能力，达到客户所期望的外观。

3D打印仿珍珠

研究人员从某些软体动物的珍珠母结构中找到了有效复合的灵感。天然的珍珠母具有“砖砂浆”结构，其中整齐排列的碳酸钙纳米片是“砖块”，“砖块”之间填充的丝素蛋白是“砂浆”。尽管已有若干研究使用整齐排列的氮化硼纳米片作为仿珍珠母BM结构中的“砖块”，但在冰模板化和层层自组装情况下，其仅适用于制造薄膜和块状物体；在基于电/磁场/挤出式3D打印应用中，填料的负载率低，黏度差。为了克服这些缺点，研究人员研发了螺旋叶片铸造辅助3D打印工艺，以生产具有复杂形状的仿珍珠母结构。此工艺能够以较高的BNs负载率打印出机械性能、热性能和阻燃性能俱佳的结构。将真珠质模型切片生成投影图像模式进行3D打印，通过旋转铸片过程中的剪切力对bn进行对齐，选择性曝光(紫色部分)将固化复合材料；3D打印真珠质的SEM图像，显示了bn的精确对准控制；天然珍珠层与3D打印珍珠层荷载-位移曲线比较；3D打印真珠质断裂后的裂纹分支；SEM图像中的裂纹挠度及COMSOL Multiphysics模拟。