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3D打印进军核电航空领域,它能大有作为吗?

3D打印在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和汽车领域已不是什么新鲜事了,但在核电、航空、航天等重大领域并不多见。随着技术的不断突破,3D打印未来将在这些行业得到更广泛的使用。 1月14日,中国广核集团(下称“中广核”)在深圳召开2019年度新闻发布会,并透露该公司旗下核电运营技术平台——苏州热工研究院提出的3D打印新思路。苏州热工研究院新闻发言人****向第一财经等媒体记者表示,3D打印高频超声检测技术及装备,将在航空、航天、核电等领域40余个典型部件开展示范应用,项目的完成将形成3D打印超声检测系列关键核心技术,为推动中国3D打印的自主、快速发展提供重要的支撑。 3D打印,也就是金属增材制造,它其实是快速成型技术的一种,以 数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。目前,中国已将3D打印列为战略性新兴产业技术,而美国《时代》周刊将之列为“美国十大增长最快的工业”之一。 3D打印一般是采用数字技术材料打印机来实现的,在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后来也逐渐用于一些行业产品的直接制造,目前已经有使用3D技术打印而成的零部件。 核电行业的一些专业设备结构比较复杂、使用环境相对苛刻,同时对零部件的机械性能要求很高。一些进口设备,备件采购时间很长、采购花费的成本很高。如今3D打印技术具备可实现复杂结构一体化净成形、制造时间短、原材料利用率高、产品性能优良等优势。 苏州热工研究院提出的3D打印新思路,可实现将部件整体无法检测转化成了3D打印中的每层或者多层的有效检测,从不好检或者不能检转化成了易于检和有效检,实现了“打印-检测”一体化,可极大提升3D打印产品的质量。 关于“每层或者多层的有效检测”,苏州热工研究院相关负责专家向第一财经记者解释:“如果3D打印可以类比用砖砌墙,当我每砌一层或者每砌两层或者三层时,就检查一下砌的质量,从而可以及时发地砌得好不好。如果砌得不好,我就能即刻纠正。需要3D打印的都是一些复杂结构,如网状或者拓扑结构,这比砌墙更复杂,更需要分层检测。” 记者从中广核获悉,2016年,该公司“金属3D打印应用于核电领域的关键技术研究”取得阶段性成果,课题组利用选区激光熔化3D打印技术成功制造出核电站复杂流道仪表阀阀体,该部件的工程应用将实现金属3D打印制造部件在核电领域应用“零”的突破。 本次试制的阀体长140毫米,宽76毫米,高56毫米。该项目采用SLM技术,利用激光逐层扫描固化金属粉末,逐 步堆叠出阀体外形及复杂的内部流道,一次成型,节省了材料并提高了部件稳定性,相比传统工艺可缩短制造周期,并可满足小批量快速生产,降低成本等的要求。 “相比于传统设计制造技术对核电装备由大到小的加工,3D打印技术则是反过来,从粉末开始加工。”一位核电工程师向第一财经记者分析说,这使得核电装备质量变得更加可靠。 上述阀体的成功试制,将为中广核后续建立核电金属3D打印联合研发中心奠定基础。后续中广核将继续开展3D打印设计优化、零件修复、材料与工艺研制、标准体系建立等相关的研究。 值得关注的是,中广核此前对外发布,采用金属3D打印技术研发制造出的压缩空气生产系统制冷机端盖,已经在大亚湾核电站实现工程示范应用。 除了中广核之外,同为核电三大巨头的中核集团,其自主研发的第三代核电技术的小型核反应堆压力容器3D打印试件,也已经通过了包括国家能源局中国核电发展中心、国核工程有限公司、哈尔滨工业大学、北京钢铁研究总院等单位13位专家的科研成果鉴定。 “但有一点必须要清醒认识到,3D打印是一剂良药,但它不能包治百病。”原中国核建中核燃料元件有限公司科技部主任工程师廖琪在去年早些时候撰文表示,“它只有跟传统制造业改造与提升相结合, 才有更大生存空间。” (本文转自第一财经)

2019-01-16 15:27:40

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3D打印脊髓支架恢复受伤大鼠运动功能

美国加州大学圣迭戈分校医学院和医学工程研究所的研究人员14日在《自然·医学》杂志上发表论文称,他们首次利用快速3D打印技术,制造出模仿中枢神经系统结构的脊髓支架,在装载神经干细胞后被植入脊髓严重受损的大鼠脊柱内,成功帮助大鼠恢复了运动功能。 这一支架模仿中枢神经系统结构设计,呈圆形,厚度仅有两毫米,支架中间为H型结构,周围则是数十个直径200微米左右的微小通道,用于引导植入的神经干细胞和轴突沿着脊髓损伤部位生长。在大鼠模型实验中,研究人员将装有神经干细胞的支架移植到大鼠脊髓严重损伤的部位。几个月后,新的脊髓组织在损伤部位完全再生,并与宿主脊髓有效连接,大鼠后腿的运动功能得到显著改善。 研究人员称,3D打印支架提供了一种稳定的物理结构,能够保证植入的干细胞免受损伤部位毒性及炎症环境的影响,并帮助轴突完全穿过病变部位。这一实验的成功,表明他们已向修复人体脊髓损伤的目标迈出了关键一步。 在该研究中,团队使用了快速3D打印技术,2毫米厚的脊髓支架仅需1.6秒即可打印完成,若使用传统的喷墨打印机,则需要数个小时才能完成这样的工作。研究人员表示,这一方法应用也可扩展至人类,推动人体脊髓损伤修复临床试验的开展。作为概念验证,他们根据实际人体脊髓损伤的核磁共振成像扫描建模,制作了长度为4厘米的脊髓支架,而完成这一支架的打印也仅需10分钟。 前几年3D打印大火,现在看来,最有前途的应用领域可能是医疗。尤其是随着干细胞疗法慢慢成熟,移植的支架需要非标准的、定制的,除了3D打印没有更好的替代方法。实际上,3D打印模型如今已应用于手术前的演示和演练。期待这项“软”科技能尽早成为医生的好帮手。 (本文转自科技日报)

2019-01-16 14:50:30

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Fortify获250万投资,目标复合3D打印!

Fortify是一家总部位于波士顿的增材制造公司,专门从事复合材料系统,2019年1月16日据外媒报道,该公司宣布获得了由Neotribe Ventures,Prelude Ventures,MainspringCapital,Ocean Azul Partners和McCune Capital提供的250万美元(约1690万人民币)种子轮投资。 Fortify成立于2016年,由东北大学的Randall Erb和Joshua Martin研究复合3D打印。他们的目标是通过优化的微结构快速无缝地制造复合材料。Fortify获得专利的Fluxprint磁性3D打印技术结合了磁性和数字光固化(DLP)3D打印技术,可生产出具有理想机械性能的复合材料部件。作为增材制造的部件,纤维通过体素以磁性排列的体素来优化微观结构。与传统制造相比,高性能组件创建速度更快,成本更低。 Fortify最近开发了其首个高分辨率,纤维增强的DLP增材制造平台,其中包括获得专利的Fluxprint硬件,创新材料和INFORM生成设计软件。 通过这一最新一轮****,该团队的规模也增加了一倍多。 此外,Fortify的团队还推出了两种树脂,并引入了Fortify Fiver平台。该平台邀请材料公司和树脂供应商与Fortify的工程师一起开发高性能树脂。帝斯曼已成为首批Fortify Fiver平台合作伙伴之一。展望2019年,Fortify正在寻求新一轮800万美元的A轮****,同时进入他们系统的测试阶段。从即将到来的冬季开始,测试计划将专注于为10个精选合作伙伴提供数字复合平台。 Fortify首席执行官Josh Martin说:“我们的投资者和合作伙伴的支持,肯定了我们正在开发的技术满足制造业的重要需求,我们期待继续成为该领域的创新领导者,并提升我们的功能和产品。” (本文转自3D打印网)

2019-01-16 13:27:09

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中国也要在月球上建科研站了!这次一用3D打印!

国务院****公室14日下午3时举行了新闻发布会,会上,国家航天局副局长、探月工程副总指挥吴艳华,国家航天局****、新闻发言人李国平,探月工程总设计师吴伟仁,嫦娥四号任务探测器总设计师孙泽洲向在场媒体介绍了探月工程嫦娥四号任务有关情况。 据介绍,嫦娥四号工程目前已进入科学探测阶段,主要分为三大类科学探索内容,一是关于着陆区的地形地貌。“过去我们都是通过遥感,通过一百公里甚至几百公里的轨道上探测到的大概的地形地貌,这次我们身临其境,大家也可以从网上看到一些图像图形,周围的地形,部分图已经出来了。同时通过这次月球行走,获得月球背面第一张地质剖面图,可以探测到一百米到两百米深,它的地质构造、分层,这样研究月球背面地质的起源、形成,包括它的月球年龄的形成,都是第一次。”吴伟仁说,第二类探测,主要是月球周围的空间环境,包括宇宙辐射、太阳辐射、太阳耀斑的爆发对月球空间的影响。还有第三类,主要是研究月球的物质成份。 “这次有多台科学载荷,会对月球背面的物质成份到底是怎么组成进行初步探测。我想这些成果对于人类来说都是第一次,这些成果的取得最后都会有原创性的效果,因为过去从来没有人去过,这些成果会在国内外产生重大的影响。”吴伟仁表示。 据悉,嫦娥四号是中国探月工程四期的首次任务,在谈到对未来中国的探月工程和深空探测的计划时,吴艳华表示,国家航天局正在组织国内专家对后续规划进行论证,基本明确还有三次任务。 “一个是嫦娥六号计划在月球南极进行采样返回,到底是月背还是正面,要根据嫦娥五号的采样情况来确定。嫦娥七号是在月球南极一次综合探测,包括刚才说对月球的地形地貌、物质成份、空间环境进行一次综合探测任务。嫦娥八号除了继续进行科学探测试验以外,还要进行一些关键技术的月面试验。 中国、美国、俄罗斯和欧洲等国家都在论证,要不要在月球建立一个科研基地,或者科研站,比如说采用3D打印技术,能不能在月亮上利用月壤建房子等,我们要通过嫦娥八号验证部分技术,为以后各国一起共同构建月球科研基地,做一些前期探索。”吴艳华说。 (本文转自3D打印网)

2019-01-16 13:14:10

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3D打印技术可以重塑假肢行业吗?你怎么看!

设想一个关于假肢的创新世界,让肢体佩戴者可以选择价格合理、可靠、理想的假肢产品和服务,3D打印正在将这一切变为现实。本期,我们一起通过ProsFit的案例来讨论这样一个话题:3D打印可以重塑假肢行业吗? ProsFit总部位于保加利亚,该公司与中型和大型假肢诊所合作,为佩戴假肢的患者提供定制化假肢。接受腔不舒适是假肢使用者普遍遇到的一个问题。这是因为传统的接受腔是单一的一块塑料,根据使用者当时的肢体情况模制而成的。这样就产生了很大的问题,因为在一天当中,运动所带来的压力是不断变化的。 ProsFit提供的软件解决方案,使假肢医生能够进行3D扫描并在屏幕上创建自定义肢体接受腔。设计完成后,ProsFit通过3D打印技术来制造接受腔。腿部假肢的主要元件分为两部分:针对每个残肢定制接受腔以及其他部件 – 例如脚,膝盖和连接元件 ,这些元件为采用标准化的传统工艺生产的产品。 传统制造工艺,安装假肢可能需要数周时间。在此期间,大多数患者被迫使用拐杖或被限制在轮椅上,限制了他们的活动能力,且制造过程也是昂贵且耗时的。在与HP合作之前,ProsFit使用熔丝制造3D打印技术商业化了医学监管的ProsFit Original接受腔。然而,该公司遇到了一些挑战,其中最大的挑战是产出的一致性。ProsFit估算每10个接受腔中有两个不能通过ProsFit严格的质量保证流程。 现在,ProsFit Optimal 接受腔采用HP Jet Fusion 3D打印解决方案,并采用尼龙PA 12材料制造,每种产品都作为受监管的定制医疗设备出售。在商业化之前,该产品在欧盟(EU)进行了重要的监管测试,2019年其他市场正在进行监管程序中的测试,包括美国。通过数字化设计,装配和制造假肢接受腔的过程,ProsFit将制造和交付接受腔所需的时间从数周减少到数天,步骤少得多,这有助于降低成本并提高患者的舒适感。 采用HP的Multi Jet Fusion技术,技术人员可以在3D打印机上选择零件方向,从而提供质量、强度、灵活性和经济性的优化组合。对于诊所和医疗中心,3D科学谷了解到ProsFit的数字解决方案在生产力方面也带来了显着的好处。可以让诊所接待患者的数量达到原来的五倍。ProsFit现在为英国,比利时,法国,德国和荷兰等地的客户提供服务。他们还支持亚洲和澳大利亚的诊所,并与康复医生合作,支持中东战区的截肢者。 根据ConpositesPlus, BASF的子公司TriFusion Devices和 Essentium公司的新型3D打印假肢腿采用热塑性碳纤维人造接受腔,可以在不削弱其结构的情况下进行生命周期调整 – 这是传统假肢接受腔制造工艺所不容易实现的。 假肢上印有巴斯夫用短碳纤维增强的Ultramid聚酰胺。该通用接受腔采用热塑性材料制成,可进行小幅度调整,以确保患者舒适合身 – 在整个假肢生命周期中,接受腔可根据需要以2-3mm的增量进行调整。该技术还可以更快地转身。传统的碳纤维接受腔通常需要三天左右才能成型和铸造,3D打印可以简化工艺流程,3D打印的接受腔可以在扫描时间不到24小时内发货。 总体来说,3D扫描,软件和3D打印的结合使得3D打印能够改变当前的假肢接受腔生产现状,为假肢行业提供全数字化解决方案。在国内,国务院在《关于加快发展康复辅助器具产业的若干意见》中指出,我国是世界上康复辅助器具需求人数最多、市场潜力最大的国家。“意见”中提出的增材制造(3D打印技术),在促进康复辅助器具设计创新、提高定制化水平等方面起到了重要作用。 (本文转自3D打印网)

2019-01-16 11:08:07

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AP&C宣布在加拿大建厂,规模达到4万平米!

AP&C是GE Additive的增材制造市场金属粉末生产部门,已宣布在加拿大魁北克省Saint-Eustache进行大规模扩建,并且最近完成了在Innoparc Albatros的4万平方米土地的收购。“我们的公司目前正在快速增长,我们需要更多的空间用于我们的项目,以及吸引新人才的良好位置,”AP&C首席执行官Alain Dupont表示。 等离子雾化的热床 AP&C是世界上为数不多的使用等离子雾化生产金属粉末的公司之一,所有这些公司都利用加拿大丰富的水电供应。该国是世界上第二大水电生产国,特别是魁北克省,等离子体雾化的温床,以这种方式生产90%以上的电力。作为一个能源密集型工艺,很容易理解为什么等离子粉末生产商会聚集在这里。 使用等离子雾化制造的材料质量特别适合满足增材制造的要求,尽管AP&C还生产用于涂料,金属注射成型(MIM)和热等静压(HIP)的粉末。镍和钛合金是AP&C的特色。该公司最近还宣布 将于今年开始生产铝合金F357粉末,以满足航空航天和汽车行业日益增长的需求。 AP&C的40,000平方米土地的新规划设施增加了Saint-Eustache 现有的3100万加元CAD工厂,每年可处理约1,250吨材料。除了明显的生产效益外,新增产品预计将为该地区带来大量就业机会。Saint-Eustache市长Pierre Charron评论道:“创新孕育了更多创新,我们相信AP&C的增加将为我们的技术园区带来新业务,并鼓励其他高科技公司来到这里。” 在与合作伙伴 加拿大国家研究委员会 (NRC),AP&C也于近日参与的方法的发展,为精确的金属增材粉末分析。 Innoparc Albatros的新土地于1月11日在Saint-Eustache市政厅通过Saint-Eustache市长Pierre Charron和Dupont签署的协议正式出售。此次出售由****人Jean-LucPagé和镇上职员Mark Tourangeau监督。 AP&C专门生产用于增材制造领域的球形金属粉末,特别是钛和镍基合金。该公司的主要产业是航空航天和生物医药领域,它为40多个国家的客户提供金属粉末。 (本文转自3D打印网)

2019-01-16 10:26:02

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对于3D打印未来发展的前瞻,专家这么说(下)

3D打印是否会百分之百成为制造市场? 随着近年来的技术改进,人们可能会问到为什么3D打印每年仅“增长”12%左右。如果3D打印机现在在制造最终部件方面如此有用,那么增长为什么不会更高呢?3D打印会成为制造东西的唯一方式吗?简而言之,不会。但要了解原因,值得探讨如何更细致地制造零件。 基本上有三种方法可以制造一个零件:获取所需材料的数量,并根据需要进行塑造。拿一块材料,去掉不需要的东西(减法制造)。使用材料逐步构建零件,直到完成所需的零件(增材制造或3D打印)。 第一种方法可涉及多种技术和材料;锻造、铸造、冲压和模塑(塑料注塑)是最常见的。这些技术已经使用了几十年甚至几个世纪;它们是众所周知的,在每个零件的基础上相对便宜,并且平均在几秒钟内生产零件(不包括精加工 - 几乎所有类型的零件制造,需要进一步加工以进行精加工,这可能需要几秒钟到几小时)。截至2018年,以这种方式运转的机器每年价值3000亿美元,其中7台每年生产价值超过一万亿美元的零件。作为一个成熟的行业,这种制造模式在全球范围内平均每年以2-3%的速度增长。 第二种技术 - 减法制造 - 可能涉及使用车床和许多其他大型工厂工具,但重要的是,它也可以通过计算机数控(CNC)机器来执行,这些机器正变得几乎无处不在。使用CNC机器制作物体的成本比上述技术高,每个部件需要几分钟而不是几秒钟(不包括完成时间)。然而,基于数控机床的制造在许多市场中非常有用,特别是在体积低于制造模具(例如)或最终部件不能使用旧技术制造的情况下。全球数控机床市场每年增长约7%,约为传统制造业的两倍;预计到2025年将达到1000亿美元,高于2018年的约600亿美元。 增材制造--3D打印 - 每个部件的成本仍然比使用CNC机器更昂贵(使其比传统制造成本高得多),并且每个部件需要数小时而不是几分钟(再次排除各种类型的精加工和后处理)。但是,有些零件只能通过3D打印制作,以及零件体积太小以至于传统制造或减法制造都不是最佳的情况。这些市场推动了我们预测3D打印的一些增长。另一个增长动力是3D打印通常对制作可能在前两种技术中使用的模具、铸件、工具、压铸模和夹具非常有用。 3D打印机并不总是适合这项工作的工具,并且在可预见的未来,大多数零件仍然可能通过铸造、锻造、冲压、模塑等产生;数控机床将占很小的比例,3D打印的比例甚至更小。但是,即使是价值数万亿美元的全球零部件行业(每年仅金属零部件行业就价值1万亿美元)的1%,仍然是一个巨大的机会。 此外,使用三种技术中的每一种来制造的零件的比例,都是指零件的单位体积。但是,使用CNC机床和3D打印机制造的物品往往比传统制造的物品价值高得多,因此通过更先进的技术制造的零件的美元价值将高于单位百分比所显示的价值。换句话说,像螺母和螺栓这样的零件将采用传统的方法制造。但这些部件都是大宗商品,价格低廉,而3D打印部件的价值可能高达数百甚至数千美元。 3D打印机不可能取代传统制造技术这一事实非常重要。如果制造商不得不抛弃所有旧机器并切换到完全3D打印的世界,那将是一项艰巨的任务,但在这个过程的最后,它将具有一定的简单性。所有商品都将使用3D打印机制造,虽然公司需要大量的原料库存,但他们将不再需要零件仓库、仓库和配送中心。供应链和物流问题与今天不同,在某些方面更简单。 但这可能不会发生。相反,公司和行业将始终不得不应对混合制造业,这更加复杂,难以管理。零件将使用所有三种方法制造,通常一次不止一种(这实际上是一项相当重要的技术,大大扩展了市场)。所有这些使得下面描述的解决方案比3D打印简单地取代更重要。 在当今日益复杂的生产和维护环境中,越来越多的组织通过寻求3D打印来应对供应链和制造业务中的限制。公司应该如何开始3D打印?当然,没有一个答案。相反,将3D打印集成到组织战略中有多种途径。 在高层次上,组织应该检查他们的商业模式。领导者应了解3D打印对其业务所代表的机遇和/或威胁,以及如何利用3D打印颠覆他们的行业。接下来,他们应该检查3D打印的商业案例。传统的单件价格比较并不总能完全发现3D打印的全部优势,因此为了正确评估业务案例,公司应开发生命周期成本比较,以便在产品开发、生产和服务/售后市场中捕获3D打印的优势(如果有的话)。评估的关键是了解公司今天在哪里部署3D打印,想在哪里应用3D打印(愿望),最后应用于何处(基于现实的雄心)。在此之后,公司应确定是否继续实现目标,即3D打印的商业案例是否有意义,如果有,那么在哪里(例如在供应链,产品开发或其他领域)。在测试可行性、可用性和可取性之后,领导者应该评估其流程和资产的当前状态,然后制定路线图以随着时间的推移进行扩展。 要在工业规模上使用3D打印,组织需要管理一系列复杂的、相互连接的和数据驱动的事件。“数字线”是一条从最初设计到成品的无缝数据链,是优化3D打印生产能力的关键。德勤称之为“增材制造的数字线”,简称DTAM。 我们围绕DTAM和3D打印的五个主要建议是:评估工具和技术的当前状态。对一个制造资源的当前状态进行盘点,可以使公司识别任何痛点,并了解他们可能需要集中精力的地方。确定公司应关注的重点:产品开发,供应链优化或两者兼而有之。一旦制造商评估了他们当前的能力以及他们希望在图2所示的3D打印框架内的位置,他们就可以开始制定构建和实施DTAM或一般3D打印方法的路线图。至关重要的是,这应该与业务案例相关:重点应放在推动业务成果上,而不仅仅是建立能力。 考虑当前的数据存储和使用方法以及它们如何映射到DTAM。 3D打印应该整合到一般的制造过程中。为实现这一目标,组织需要一个包含3D打印的数字线程以及他们也可能使用的任何成型和减法技术。公司可以检查他们如何在当前的制造实践中收集、存储和使用数据,然后考虑他们是否正在尽可能有效地存储和使用来自工厂车间的信息。通过这种方式,他们可以构建更高效的DTAM。很容易想象使用所有三种制造技术的场景,但这些活动可能需要由贯穿整个制造过程的数字骨干(线程)支持。 了解到目前还没有创建DTAM的一站式端到端解决方案。公司应该检查实施DTAM和扩展3D打印将如何影响他们的业务,以及根据他们的特定需求开始构建需求。为员工着想。 3D打印和DTAM都需要工程师和组织内其他人员的接受和采用,因此招聘、培训和保留是重要的考虑因素,变更管理也是如此。 经过几十年的发展,3D打印终于达到了比大多数其他制造技术更持续增长的时期。 与许多其他新技术一样, 重要的是“从大的方面考虑,从小的方面开始,迅速扩展”。“未来几年,3D打印可能会在从机器人到火箭飞船的各种制造业中得到更广泛的应用。”对制造业以外的行业的连锁反应可能是深远的。 (本文转自前瞻网)

2019-01-16 10:08:26

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对于3D打印未来发展的前瞻,专家这么说(上)

随着技术的进步,3D打印行业经历了一段时间的缓慢发展,最终实现了两位数的稳定增长。 德勤预测,大型上市公司(包括企业3D打印机、材料和服务)与3D打印(也称为增材制造)相关的销售额将在2019年超过27亿美元,2020年将超过30亿美元。(对于前后背景,全球制造业的整体收入总计每年约12万亿美元。)这部分3D打印行业每年的增长率约为12.5%,是几年前的两倍多。 而其它研究机构对3D打印的预测更为明朗,IDC预计2019年起全球支出将超过140亿美元,比2018增长23.2%,在预计2022年将达到230亿美元。研究人员称3D打印机和材料支出占全球市场总额的三分之二,在2022年达到78亿美元和80亿美元,2022年的服务支出将达到48亿美元,服务市场由按需零部件服务和系统集成服务主导。与此同时,3D打印相关软件的销售额将比整个市场增长缓慢,五年增长率为16.7%。 从地域来看,2019年美国的支出总额最大,高达54亿美元,其次是西欧40亿美元。这两个区域将共同提供近三分之二的3D打印支出。中国将是第三大的地区,支出超过19亿美元,其次是亚洲/太平洋(不包括日本)中欧和东欧(CEE)、中东和非洲(MEA)。 3D打印正在经历这一转折点,可能是因为多个行业的公司越来越多地使用它,而不仅仅是用于快速原型设计。如今的3D打印机能够打印更多种类的材料(这主要意味着更多的金属打印和更少的塑料打印,尽管塑料仍可能占主导地位);它们打印物体的速度比以前快,并且可以打印更大的物体(构建体积)。源源不断的新进入者正在扩大市场。 3D打印被认为是工业4.0中的“必不可少的部分”。先进的生产和操作技术与智能数字技术的结合被称为“第四次工业革命”。 还有其他报告提供了该行业的历史、当前和预测市场规模。然而,它们基于专利研究,因此既不可复制,也不可证伪。相比之下,由于我们专注于大型上市公司,我们的历史和当前数据都是从公开来源、经审计的财务数据和季度更新的数据中挑选出来的。我们的前瞻性估计再次利用公开可得的资料,并根据现有的分析师一致估计;对于其中一些公司,超过12位分析师提供了前瞻性预测。 像许多新技术一样,3D打印在早期也被过度炒作。到2014年,该行业(包括但不限于大型上市公司)的收入超过20亿美元,高于2009年不到10亿美元(某些基础专利到期的年份,以及第一个消费者家用3D打印机 RepRap3问世)。新闻报道兴奋地谈到“每个家庭都将成为一个工厂”,并且有人预测传统零件制造商、仓库和物流公司在短期内都会受到严重破坏。实际上,当时3D打印机主要用于制作塑料原型,虽然家用3D打印机既有趣又有教育意义,但它们制造的东西几乎从未具有适用价值。 虽然没有崩溃,但3D打印行业过度炒作,导致它的发展速度放缓了。从图1中可以看出,行业中的大型上市公司在2015年和2016年经历了个位数左右的百分比增长(尽管一些公司确实看到同比收入下降),在经历了前几年过高的期望后,进入了预期下降的低谷。然而,这是一个浅谷,到2017年,增长再次加速。今天,我们预测未来几年的行业年增长率将远远超过10%。 为何增长前景会反弹?首先得益于更多的3D打印材料。 2014年,可用于3D打印的材料清单已经很长了,但仍然远远不及零件制造中常用的完整材料清单。此外,许多零件需要由多种材料制成,当时的3D打印机并不适合这项任务。快进到2019年初,潜在的3D可打印材料清单已扩大到五年前的两倍以上,混合材料打印机正变得越来越普遍。 在这方面,最大的转变往往是从塑料转向金属打印。塑料适用于原型机和某些最终零件,但价值数万亿美元的金属部件制造市场是3D打印机更重要的市场。从2017年到2018年,3D打印行业的一项调查显示,虽然塑料仍然是最常见的材料,但仅在那一年,塑料在3D打印中的份额就从88%下降到了65%,而金属打印的份额则从28%上升到了36%。按照这个速度,金属很有可能在2020年或2021年取代塑料,用于所有3D打印一半以上的份额。 另一个因素是速度。一次(用任何材料)制造一个超薄层是一个固有的缓慢过程。但自2014年以来,情况发生了变化。尽管打印时间会因形状的复杂性、打印作业的质量和/或使用的材料而有所不同,但从广义上讲,2019年市场上的3D打印机的速度是2014年的两倍,其他条件相同。 一个特别有趣的创新是在金属打印领域。在过去几年中,使用选择性激光烧结(SLS)打印了许多金属零件。该过程相对缓慢且昂贵,并且需要接近真空的环境。最近的一种称为粘合剂喷射金属印刷的技术,可以将生产每个零件所需的时间缩短一半,准备在2019年推出。尽管粘合剂喷射技术使得实际的3D打印部分比SLS快得多,但如此打印的部件尚未完成,需要在烘箱中烧结烘烤后进行后处理,直到金属粉末熔化为止。不过,虽然烧结需要时间,但可以集中进行,所以大量零件的平均每件时间仍然比SLS快。) 3D打印机不仅变得更快,而且它们的构建体积 - 可打印对象的大小 – 也正在增长。几年前,一台典型的高端金属打印机只能制造一个小于10 x 10 x 10厘米的物体。但在2019年,可适用多种打印机,构建体积为30 x 30 x 30厘米(9立方升)的物体。这允许制作更大的物体而无需打印较小的物体,然后组装它们。此外,在橡树岭国家实验室等实验室采用大面积增材制造(BAAM)技术,在非常大的建筑体积上取得了进展,其中x,y和z轴以米而不是厘米为单位测量。 最后,一些大公司正在进入3D打印市场,验证空间并推动整个行业更快地进行创新。这些大型公司带来了研究投资、信誉、庞大的客户基础和营销力量,幸运的是,对于行业的增长,他们通常会扩大整体市场,而不是从现有的竞争者那里抢走销量。这些财富500强公司从3D打印中获得的收入对他们来说并不重要,对于一家价值500亿至1000亿美元的公司来说,即使是2.5亿美元的3D打印相关收入也不到其销售额的0.5%,但对于3D打印行业而言,这是非常重要的,到2020年可能占3D打印行业总收入的15%左右。此外,这些大公司进入3D打印对于产品而言具有很高的战略意义:他们正在使用3D打印以有趣的方式管理长尾并改善零件性能,例如打印重量更轻的零件,在制造中获得更大的灵活性,简化零件等等。 (本文转自前瞻网)

2019-01-16 09:36:20

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中国又一次走在了世界前头,这一次是...

骨-软骨缺损是临床常见疾病。由于软骨和软骨下骨具有不同的生理功能和微结构,因而骨-软骨及其界面一体化修复极具挑战。中国科学院上海硅酸盐研究所研究员吴成铁与常江带领的研究团队在前期研究中,提出了利用多种无机活性离子的共同作用诱导骨-软骨一体化修复的思想,并设计了一系列不同组成成分的(Li,Mn,Sr,Si离子等)3D打印生物陶瓷支架,并有效地对兔子骨-软骨缺损进行一体化修复。 在此研究基础上,最近该团队提出利用3D打印生物陶瓷支架表面微结构调控骨-软骨及其界面一体化修复的思想,并取得新进展。该研究成果被《先进功能材料》(Advanced Functional Materials,201806068R1)杂志接收(该论文第一作者为邓翠君,指导导师为吴成铁)。 具有表面微结构的3D打印生物陶瓷支架通过激活整合素及RhoA信号通路促进骨-软骨及其界面修复。 该团队利用3D打印和原位生长相结合的方式,制备了有序大孔结构生物陶瓷的支架,并在支架表面原位生长微米/纳米磷酸钙晶体。这种制备方式使不同形貌的磷酸钙晶体能稳定生长在陶瓷支架表面,而且能有效愈合支架表面的微裂纹,并显著增强了支架的力学强度。体外研究结果表明,支架表面微纳米结构显著提高了纤连蛋白的吸附,并进一步促进软骨细胞黏附、增殖和成熟。 3D打印具有表面微结构的生物陶瓷多孔支架。纯BRT支架与不同表面微结构修饰的复合支架Nanograin,Nano-lamella及Microrod的形貌。 此外,该研究首次发现生物陶瓷表面微结构对软骨细胞整合素α5β1、αvβ1有激活作用。其潜在作用机制如下:首先,生物陶瓷支架表面微结构从周围环境募集纤连蛋白,然后支架表面的纤连蛋白被细胞摄取并将其整合到整合素α和β亚基上,进而促进整合素表达及聚集。随后,活化的整合素诱导F-Actin重组,并进一步促进软骨特异性基因(SOX9, Aggrecan,COL2及N-cadh)表达,进而促进软骨成熟。生物陶瓷表面微结构除了对软骨细胞有促进作用,同时对骨髓间充质干细胞(rBMSC)的成骨分化也有诱导作用。 研究结果表明,生物陶瓷支架表面微结构显著增强rBMSC的早期黏附和增殖行为,随后陶瓷支架表面微结构通过激活rBMSC整合素α5β1及RhoA信号通路,并协同诱导F-Actin有序重组,进而促进rBMSC成骨分化。体内研究结果显示,支架表面微纳米结构不仅能有效促进骨-软骨组织一体化修复,并且成功地将修复效果延伸至极其复杂的骨和软骨界面。该研究为无机材料应用于骨-软骨修复领域提供了可行性依据,同时为生物陶瓷表面微结构应用于骨-软骨及其界面的修复提供了新的研究思路。 相关研究工作得到科技部重点研发计划、国家自然基金与中科院青年拔尖人才项目等的支持。 (本文转自3D打印网)

2019-01-16 09:27:02

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在实验室中使用3D打印的四种创新方法!

3D打印技术的不断发展,为各行各业带来了各种优势,比如减少成本,缩短制造周期等,正因如此,许多研究人员已经开始利用它们,来制造从定制的实验设备到人体器官逼真模型等一切东西。 灵活应用3D打印制造零件 英国巴斯大学的物理学家Julian Stirling是团队的成员,该团队所设计的光学显微镜是由3D打印的塑料部件制成。该创意原理是在坦桑尼亚的田野里建造它们,并通过在血液中寻找寄生虫,利用它们来诊断疟疾。Julian Stirling说:“在坦桑尼亚,我们面临的问题是缺乏机械学知识和用于维修科学设备的当地部件,而进口部件既昂贵又耗时。但是通过3D打印技术打印部件,当地的医生和科学家便可以采用快速且廉价的方式修复他们的显微镜。坦桑尼亚当地的一家企业甚至利用电子垃圾和其他当地材料制造了FDM打印机。” 包括Thingiverse和MyMiniFactory在内的一些网站为科学家提供****,从而分享可打印部件的计算机模型。但根据Stirling的经验,这些网站上的模型通常是不完整的,缺乏特定项目的文档或修改设计的关键文件。因此,他的团队使用名为OpenSCAD的开放源代码的编程语言从头开始创建显微镜的构建,并且可以使用3D打印技术打印显微镜。 实践告诉Stirling,在实验室使用3D打印机和在当地使用存在着很大的差异。坦桑尼亚的气候十分潮湿,因此,3D打印塑料长丝通常比在可以控制气候的实验室中更难打印,这是因为湿度会影响塑料长丝,从而导致打印失败的次数增多。此外,打印机断电的情况并不少见,但是只有部分打印机在恢复供电后才能继续打印半成品物体。Stirling和他的团队在气候问题上无能为力,但他们确实利用不间断的电力供应,以确保他们的印刷工作能够顺利完成。 仿生学器官 纽约罗切斯特大学医学中心泌尿外科医生Ahmed Ghazi利用3D打印技术,制造出非功能性人体器官。外科医生可以利用这些器官进行有机器人辅助的手术。对于相对复杂的手术,比如切除肿瘤,3D打印技术的应用因患者不同而大相径庭。正如Ghazi所指出的,“肿瘤无教条可言。” Ghazi首先对患者的组织进行3D计算机辅助断层扫描,然后将数据输入商业医学建模软件Mimics,该软件产自比利时鲁汶的Materialise,以及加州圣拉斐尔Autodesk的免费工具Meshmixer,用于创建3D模型。然后,他利用FDM打印机将这些模型打印成中空的塑料模具,插入连接到假血液泵的血管复制品,并向模具中注入水凝胶,水凝胶会凝固成具有器官般硬度的物体,形成的结构非常真实。 Ghazi和他的团队每周都使用这些模型进行4次手术实操。在每个案例中,他们创建了两份模型,并选择最精确的表现形式。他们正在训练其他医生在心脏和肝脏手术等领域应用这项技术。Ghazi 说道:“这些技术的发展前景会越来越好。” 但缺陷依然存在。Ghazi说道,FDM打印机生产的模具通常具有微小的棱纹和凹痕。这些缺陷通常太小,以致于肉眼无法看到,但通过机器人摄像头却能清楚地看到,这可能会影响外科医生的体验。Ghazi的解决方案是在模具内部涂上一层室温蜡,填充凹凸不平的地方,从而使最终产品变得平滑。 Stratays的J750也可以应用多材料打印出具有仿生学特性的器官模型,帮助医生进行手术模拟或科研。 复制岩石模型 对于大福克斯市北达科他州大学的石油工程师Mehdi Ostadhassan来说,3D打印成为了从岩石中优化提取油气的工具。Ostadhassan使用OpenSCAD和商业3D电脑辅助设计软件AutoCAD(来自Autodesk)等程序,结合各种3D打印机和材料,打印“岩石”。这些岩石模型具有真实的物理性质,包括微小而细致的孔隙,Ostadhassan将它们置于物理压力之下,以便更好地理解液体是如何在真实的等同物中流动。 为了创建最真实的岩石,Ostadhassan使用了一系列的打印方法,包括粘合剂喷射技术,将液体粘合剂逐层地涂在石膏粉或硅砂上。该过程生成的物体具有与真实岩石相似的力学性质。但未粘合的粉末也会卡在毛孔中,这会降低最终产品的质量。在一些实验中,Ostadhassan需要使用疏水处理,以获取“润湿性”。立体石版印刷机在打印具有细孔的岩石方面表现更佳,有助于研究流体流动特性,但它们所生成的模型不如粘结剂喷印岩石那般牢固。 正因如此,Ostadhassan正与其他研究人员合作开发定制的打印机,这种打印机不仅可以模拟出真实岩石的孔隙和裂缝,还能生成与真实岩石具有相同机械强度的模型。 金属材料 中国深圳科学应用3D打印机制造商UniMaker的首席执行官Yang Yang表示:“3D打印所用的材料非常有限。”Yang说道,另一个新兴的领域就是金属。具有金属功能的打印机使用一束电子或一束激光,将金属粉末熔化成特定的图案。来自珀斯西澳大利亚大学物理学家Jeremy Bourhill研究暗物质,但他现在正在研究使用基于激光手段的3D金属打印机来构建超导铌网格。这可以用来阻挡干扰暗物质探测的强磁场。 使用传统的机械加工来制造这种金属网,需要有毒的润滑剂,并会浪费大量昂贵的铌。因此,Bourhill的团队正在使用高能激光将金属粉末的横截面熔化在一起。但由于铌非常坚硬且熔点是2500°C,因此,这个过程需要大量的电力。 曾几何时,像Bourhill这样的研究人员的选择是有限的。但随着3D打印机越来越普及,研究人员的选择也越来越多。工程师说道:“3D打印正在实现个性化制造,取代集中式制造。” (本文转自3D打印网)

2019-01-15 14:19:52

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阿姆斯特丹城中3D打印小屋诠释概念式未来住宅风格

前段时间,荷兰 DUS architects 公司运用 3D 打印技术建造出一个大隐隐于市的迷你居所。这座城中小屋位于一块废弃的工业用地之中,小小的花园与室外浴池给荒芜空旷的场地增添了一份宁静与悠闲。 建筑师希望借此探讨都市环境中紧凑可持续住宅的发展前景。其生物塑料原料可被完整的回收,在未来的日子里重新利用。建筑师巧妙的利用室内外空间的互换关系,在极其有限的场地里打造了一个舒适无比小空间。 3D 打印技术的灵活性在此展露无遗,黑色的生物质材料带来了丰富的肌理变化,同时也带来了足够的绝缘保温效果以及极低的材料消耗。在地板与台阶上,混凝土与生物质材料的结合创造出优美的纹理,并延伸到公园之内。而每当日暮降临,居于其中的主人可以躺在绿地中如雕塑般的浴缸中,静静看着夕阳从随风摇摆的杨树从中缓缓落下。 建筑界正掀起一阵“小屋”风潮,希望以小型住宅设计去解决当下社会面临的极大的住房问题。而这座占地仅 8 平米,体积不过 25 立方米的小房子恰恰符合了这一潮流。小小的门廊连接着室内外空间,一张可折叠的沙发在需要时可以拉成一张单人床。 3D 打印技术将在小型临时性住宅或受灾害地区住宅设计领域大放异彩,生物质材料在建筑使命完成后可被完全粉碎,循环利用。 城中小屋是 DUS architects 下 3D 打印生活实验室的作品之一。下一步,他们将试图利用 3D 打印技术为世界各地快速扩张的城市寻找到建造可持续、可定制的灵活住宅建造模式。

2019-01-15 14:16:20

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不是FDM、SLA和DLP,这款3D打印的工艺是?

Kwambio是一家美国纽约的创业公司,2019年1月14日,从外媒获悉,该公司在上周举办的CES 2019上展示了全新的基于粘合剂喷射的桌面陶瓷3D打印机Ceramo Zero Max(5,000美元)和新型工业3D打印机Ceramo Two(45,000美元)。 此前报道的陶瓷3D打印机,主要以FDM工艺和SLA/DLP光固化工艺为主,而Kwambio的陶瓷机是基于粘结剂喷射机工艺。Kwambio主要以设计行业的按需陶瓷制品制造商而闻名。 该公司每年向全球客户发送12,000多件物品。 在去年的CES Kwambio展示了他们的第一台陶瓷3D打印机 -  Ceramo One,它基于粘合剂喷射技术,将陶瓷或二氧化硅粉末与水基粘合剂混合,然后逐层打印。 Ceramo Zero Max是Ceramo One的新桌面版本,采用相同的技术,但机器尺寸更小了。它分钟打印4层,其构建尺寸为150 mm x 150 mm x 150 mm,分辨率为每层300 dpi。Kwambio的首席执行官Vlad Usov指出,“较小的陶瓷打印机是那些每天打印原型的人的理想选择,使用我们的设备,打印过程非常快,如果不需要上釉和烧制,这是一种高效制造原型的方法。“ Kwambio的销售总监Dmitriy Skomorokhov补充说:“加拿大和美国的企业家为吸烟者设计时尚的吸烟管和其他配件,Kwambio每年为他们打印数千个。我们的许多客户考虑在Ceramo Zero Max的帮助下在室内生产他们的产品,我们可以帮助他们在预算范围内建立完整的生产系统。 设备参数:应用:家庭和办公室自动化:是构建速度:每分钟4层建造尺寸:150х150х150(mm)材料选择:高性能复合材料层厚:0.1(mm)分辨率:每层300 dpi打印头数量:1喷嘴数量:128打印的文件格式:stl设备尺寸:643 x 550 x 500(mm)设备重量:60千克电源要求:100-240V,500W网络连接:TCP / IP工作站兼容性:Windows XP,Vista,7-10认证:CE,CSA。 根据Kwambio的说法,工业Ceramo Two 3D打印机的打印速度要快两倍。 它的构建构建尺寸为400 x 250 x 400毫米。 设备参数:构建速度:1000毫米/秒建造尺寸:400 x 250 x 400(mm)层厚度:50-200μm分辨率:高达600 dpi打印头:1喷嘴数量:500,1000打印文件格式:STL设备尺寸:1660 x 970 x 1240(mm)设备重量:352千克电源要求:100-240 V,1000W网络连接:TCP / IP工作站兼容性:Windows XP,Vista,7-10认证:CE,CSA。  Kwambio还提供他们自己专有的可持续来源的粘土和玻璃粉末,所有这些粉末都配有水基粘合剂。 Kwambio提供的其他可选设备是窑(3,000美元)和筛粉站(2000美元)。 Kwambio写道:“我们开发的新材料,陶瓷粉末与氧化铝的混合物,用于工程和金属铸造。 它具有更高的密度和更低的烧成收缩率,它可以用于冶金,因为它可以承受与温度高达1300°C(大多数合金)的熔化金属的接触。它也是一种强电介质,可以制造复杂的沥滤棒。 新的陶瓷3D打印机Ceramo Zero Max和Ceramo Two目前可在Kwambio.com上预订,预计将于2019年7月发货给客户。 (本文转自3D打印网)

2019-01-15 13:48:54

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重磅!首个3D打印Aries L椎体间融合器问世!

2019年1月8日,Samuel A. Joseph博士在Andrew Moulton博士的协助下植入了世界上第一个3D 打印Aries L椎体间融合器。去年8月,该设备被FDA批准。 Aries-L椎体间融合装置采用专有的多轴网格和优化的微表面拓扑结构,两者均设计用于促进融合。该产品的晶格有助于将种植体的孔隙率提高到80%,与其他钛种植体相比,植入物的解剖学轮廓,抗迁移齿和流线型插入通过帮助提高手术效率,缩短了恢复时间。专有的多轴网格设计用于促进整个植入物的骨融合。 到目前为止,骨科植入物是增材制造技术的主要医疗应用,钛作为完全个性化医疗道路的关键材料脱颖而出。在这种类型的植入物中,在更好的健康和更好的生活质量方面的益处尤其明显。迄今为止,像Arcam(现在的GE Additive)这样的硬件制造公司已经完成了超过100,000个臀部植入物的打印,然而脊柱和膝盖植入物(以及CMF)也是快速发展的细分市场,特别是在个性化需求增加的情况下。 “通过3D打印,我们能够制造为患者定制的脊柱植入物”,约瑟夫博士说,“这意味着椎间盘的大小,椎骨的大小,高度,以及曲率都可以完美匹配患者。凭借这项尖端技术,我们可以为我们的患者提供植入物,例如Aries L椎体间融合器,可以在一定高度,一定长度以及一定角度创建,为我们的患者提供更好的定制护理,为患者治疗带来更好的结果。“ Joseph Spine是一家脊柱、脊柱侧凸和微创手术的先进中心。由整形外科医生Samuel A. Joseph博士创立。他的治疗包括治疗性注射,椎间盘置换手术,微创技术以及成人和小儿脊柱疾病的复杂重建。 “与Osseus合作并利用他们的脊柱植入技术为我们提供了优质的患者护理机会。Osseus了解到,高级脊柱护理的未来在于定制植入技术以及与医生建立合作伙伴关系以创建定制植入物,为脊柱问题患者提供更好的解决方案,其方式更有效,创伤更小。而且这种微创技术也变得更具成本效益,因为它可以减少允许骨骼愈合所必需的生物制剂的数量。反过来,这可以为我们的患者带来更好的效果。“约瑟夫博士说。 (本文转自3D打印网)

2019-01-15 13:29:29

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仿生学还是建筑学?看3D打印微通道散热器

近日,成都三鼎日新激光科技设计了一种翅片式微通道梭形散热器,解决了以往散热效率低、密封性和可靠性差等问题。成都电子科技大学开发了基于3D批量打印的微通道冷板、散热器及装置,可适用于热源范围较大、热源分布不均的散热需求。而大连理工大学开发了含流道的金字塔微桁架夹芯板式散热器,提高了散热器的散热效率,并提高了承载能力、抗缺陷能力和抗冲击防护能力。 为了满足对普通热源和分散热源散热的需求,电子科技大学提出了四种结构的通道结构,从而可根据不同的散热需求采用不同的通道结构进行组合使用。在板体上微通道组件的通道结构采用波壁流道模型、分形模型、****形模型、蜂窝形模型中的一种或多种。 波壁流道模型包括多组横截面为波浪形的波壁板,多组波壁板沿微通道组件的长度或宽度方向均匀分布,并在相邻两组波壁板之间、波壁板与模型内壁之间形成换热通道;分形模型包括以阵列方式均布的多组锥台,并在相邻两组锥台之间、锥台与模型内壁之间形成换热通道。 ****形模型包括沿微通道组件的长度或宽度方向均匀分布的多组大刺针,相邻两组大刺针的小径段之间设置有中刺针,中刺针的小径段与大刺针的小径段之间设置有小刺针,并在相邻两大刺针之间、大刺针与中刺针之间、中刺针与小刺针之间、以及大刺针、中刺针和小刺针与模型内壁之间形成换热通道。 蜂窝形模型包括多组横截面为正六边形的六棱柱,多组六棱柱以阵列的方式均匀分布在模型内壁内,并在相邻两六棱柱之间、六棱柱与模型内壁之间形成换热通道。 可以通过3D打印在板体的背面上开设灌注孔,通过向灌注孔内灌注高导热材料,提高散热器的散热效率。还可以根据不同的散热需求采用不同的通道结构进行组合使用,例如采用波壁流道模型、分形模型、****形模型、蜂窝形模型中的一种或多种。 如果说成都电子大学将仿生学用到了3D打印散热器的应用领域,那么另外一所高校,大连理工大学则是将建筑学知识用到了3D打印微通道的应用领域。 随着航空航天技术的快速发展,飞行器独特的力学环境和性能要求对材料与结构设计提出了新的要求:结构的轻质化和多功能集成。传统的设计方案通常是将结构系统与功能系统分开考虑,即一部分材料用来满足结构的强度、刚度等力学性能的要求,另一部分材料则用来满足隔热、隔振或电子屏蔽等要求。这将产生大量的与电子设备有关的机箱、电缆、封装等结构支撑或者与连接器相关的寄生质量,大大提高了飞机设计的整体重量系数。如果要减小这部分重量及体积,则需要依靠对承力部件进行多功能集成一体化设计。 大连理工大学所应用的微桁架单胞由两个金字塔型点阵单胞顶部相接而成,金字塔型点阵单胞是由四根横截面呈圆形的杆件构成的金字塔型结构,相邻所述微桁架单胞之间通过所述杆件连接。 大连理工大学开发了含流道的金字塔微桁架夹芯板式承载与热防护一体化结构。提高了散热器的承载能力、抗缺陷能力和抗冲击防护能力。采用流道布置于近热源处,进一步提升散热效果,通过调节冷却液流速,可以高效地控制下面板的温度在一个合适的范围内,更有利于控制密封性,减少流体用量以降低结构整体重量系数,可通过调整各部分尺寸获得最佳性能。 (本文转自3D打印网)

2019-01-15 13:22:04

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要说3D打印玻璃谁最会“玩”?当属麻省理工了!

近日,麻省理工学院(MIT)的科学家推出了G3DP2系统,进一步完善了其熔融玻璃3D打印工艺。该系统是其首个透明玻璃增材制造工艺平台G3DP的升级版,能够对热材料进行完全控制,利用3D打印技术制做出稳定的最终产品。 该研究成果被发表在同行评审期刊《3D打印与增材制造》(3DPrinting and Additive Manufacturing)的研究论文《透明玻璃结构增材制造》(Additive Manufacturing of Transparent Glass Structures)中。 论文称,该系统是“一个将数字化集成的三区热控制系统与四轴运动控制系统相结合的新型熔融玻璃增材制造平台,能够在确保产品精度及可重复性的同时使生产率与可靠性大幅提升,具备工业级生产能力,对于玻璃材料而言,这些在以前都是无法实现的。” 该系统由一个封闭的加热箱和一个热控制的二次箱组成。前者的任务是容纳熔融玻璃,后者是玻璃转化为三维物体的地方。 玻璃挤出系统可进行严格控制,以确保杂质及结构问题不会对结晶过程造成破坏。据美国科技类博客Tech Crunch推文称,由此产生的透明玻璃结构可用于建筑或装饰用途。 曾于2017年米兰设计周期间展出的一套3米高的玻璃柱,就是G3DP2生产的杰作之一。该装置突出了3D打印玻璃的几何复杂度、强度、精度与透明度,展示了该发明在建筑设计中的巨大应用潜力。 参与该系统研究工作的MIT研究人员希望其发明能够为更多的玻璃3D打印应用打开大门,因为这种材料在各个行业都有许多用途。他们在研究论文中写道:“通过结合增材制造技术的巨大优势和玻璃的诸多材料特性(如透明度、强度和化学稳定性),将来我们可能会制作出多功能建筑材料的新原型。” (本文转自3D打印网)

2019-01-15 10:55:31

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金属3D打印技术助力再生医学产业创新与发展

金属3D打印技术,被视为医疗器械制造领域的技术发展趋势之一,这一技术除了可突破传统加工的限制,避免材料浪费,亦可有效缩短复杂工件设计与制作时间,提升生产与医疗效率,因而备受瞩目。 ****研院仪科中心从事仪器科技的研究与开发,为支持再生医学科技发展不遗余力,致力于在台湾构建完整的再生医学技术服务平台,为医院端、学术端、产业端等提供所需的服务。国研院仪科中心将雷尼绍增材制造系统结合在其再生医学技术平台上,为产品开发、技术研发、以至医疗产品验证等提供一站式服务平台;他们以提升再生医学产业发展为目标,协助业界及政府创造3D打印医疗器材新景象。 国研院仪科中心再生医学平台与育成组副研究员兼组长游智胜先生认为,雷尼绍3D打印方案在定制及参数调整方面具有优势,可灵活配合仪科中心为不同单位提供特定服务,特别是针对医疗应用少量多样的特性、多孔性及特殊性植入体的制造,更见其优势。 举例来说,仪科中心近期与医疗器材厂商合作设计的股骨柄,在本体处以多孔性结构为主,孔隙大小介于200~400 μm,利于硬骨组织生长于本体上。股骨柄植入后,本体需与硬骨组织紧密贴覆,使股骨柄能牢牢固定而不易松动。另一案例则为与医院合作的头盖骨骨板(如下图),该骨板以CT影像为依据,符合人体头骨外型,采用增材制造技术开发,其灵活的定制设计优势,不同于市面上的其他量产化规格品植入体。 游智胜先生说道:“仪科中心作为一个服务单位,旨在创建一个供大众使用的技术平台,为达到这一目的,我们需要强调所选用材料与设备是否具备易用性与灵活性。我们最后选定雷尼绍金属增材制造方案的主要原因除了质量稳定外,多样化金属粉末选择与设备的易用性均是考虑重点。” 国研院仪科中心再生医学平台与育成组助理研究员张峻铭博士说道:“在未使用3D打印技术前,我们以传统生产方法如锻造、CNC加工等工艺制造规格化医疗植入体。使用雷尼绍AM250后,我们可从医院获得医疗影像,然后直接转换成可实现3D打印的.stl文件,这样能定制出更符合患者患部骨骼特征的植入产品。”雷尼绍的激光熔融技术使用高功率光纤激光,在严格控制的惰性气体环境中熔化金属粉末,粉末床层厚从20至100微米不等,因此成品外形尺寸精准度极高,对未来手术植入流程有着极大的优势。 仪科中心在与各产业端和医院端合作开发3D打印医疗器材时,主要使用雷尼绍钛合金及钴铬合金粉末生产植入体,使用人员对雷尼绍金属粉末材料评价很高。 张峻铭博士解释道:“国研院仪科中心有着专业的验证能力,我们会对使用的各种材料和设备先进行测试。测试数据结果显示,雷尼绍金属粉末质量与稳定性优于其他同类产品,无论是在机械性质,还是在精度等方面都拥有稳定的再现性。” 经过两年多的努力,仪科中心针对金属3D打印医疗器材,成功完成了符合国际医疗器材法规标准规范的“ISO 10993-5细胞毒性试验”、“ISO 10993-10皮内刺激性及敏感性试验”以及“机械性质确效试验”,并与国研院动物中心合作完成了“临床前动物试验”等四项验证项目,此四项验证项目皆已通过UL公司认证。国研院仪科中心于2017年成为全球第一家经UL公司授权的3D打印医疗器材验证机构,这必将有助于3D打印医疗器材产业化的发展,提升整体医疗水平。 现阶段,虽然国研院已聚焦3D打印在医疗领域的应用,但范围仍非常有限,问题则在于台湾地区仍没有正式的3D打印制程医疗法规,目前他们仍是以研究计划的形式协助台湾地区的医疗器材产业端进行研发;然而,国研院已采用雷尼绍AM250以及钛合金粉末,完成多项国际医疗认证,包括ISO 10993医疗器材生物兼容性验证以及机械性质确效验证。 预计在不久的未来,一旦3D打印制程医疗法规获得通过,国研院将能正式应用上述研究成果,辅导台湾地区医疗器材厂商快速进入医疗3D打印行业。 (本文转自3D打印网)

2019-01-15 10:46:35

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3D打印“海绵”或成攻克肿瘤治疗的关键!

肿瘤已经成为人类最难治愈的疾病之一,常常需要进行化疗,并使用大量的药剂来对抗肿瘤。在这个过程中由于过量的用药等原因,会带来很大的副作用,导致恶心,疲劳,脱发和溃疡等等。2019年1月14日,加州大学旧金山分校的介入放射学家Steven Hetts和加州大学伯克利分校的化学和生物分子工程教授Nitash Balsara合作,找到了一种方法,可以在它们通过目标区域后捕获那些多余的药物分子。他们3D打印的“海绵”可以吸收过量的药物进入接受化疗的癌症患者的血液中,减少治疗的副作用,同时还允许更高的剂量来对抗更具抗性的肿瘤。 Balsara是一名化学工程师,专门研究电池和燃料电池的离子聚合物。 Balsara说:“吸收器是标准的化学工程概念,吸收剂被用于石油精炼,以去除不需要的化学物质,如硫。从字面上看,我们已经从石油精炼中采用了这一概念并将其应用于化疗。” 具有内部网格的3D打印圆筒,涂覆有吸收药物的聚合物;将圆筒插入目标区域下游的静脉中,当携带药物的血液流过圆筒时,聚合物与药物分子结合,过滤血液。 Balsara详细说明,“外科医生将一根导线塞进血液中并将海绵放入支架中,然后将其放置一段时间进行化疗,可能需要几个小时。” 3D打印允许制造定制的圆柱体,其尺寸可根据患者的静脉直径和形状进行,因此3D打印公司Carbon Inc.就该设备进行了咨询。“在静脉中安装3D打印的圆筒,对尺寸要求非常高,如果配合较差,则含有溶解药物的血液将流过圆筒而不会与吸收剂发生相互作用,”Balsara说。 研究人员在猪的静脉中测试了它们的海绵,它吸收了64%的多柔比星化合物,这是一种用作抗癌药物的抗生素。这可能意味着副作用减少64%,或允许使用更强的剂量来治疗特别具有攻击性的肿瘤。Hetts说:“下一个目标是获得FDA批准有条件进行人体研究,因为在癌症患者身上进行测试更为现实,而不是继续进行测试那些健康肝脏的小猪。“值得庆幸的是,这可能并不太遥远,因为Hetts继续说道,“因为它是一种临时设备,所以FDA批准的标准更低。” 该项目是围绕治疗肝癌而设计的,但3D打印海绵系统可应用于大多数肿瘤,这些肿瘤位于器官上,这些肿瘤呈现出明显且可接近的上游和下游通道。“我们正在围绕肝癌发展,因为它是一个巨大的公共卫生威胁 - 每年有成千上万的新病例 - 我们已经使用动脉内化疗治疗肝癌,”Hetts说。“但如果你考虑一下,你可以对任何肿瘤或任何局限于器官的疾病使用这种方法,并且你想在静脉侧吸收药物,然后才能分泌并引起副作用。我们最终希望在其他器官中使用这项技术来治疗肾脏肿瘤和脑肿瘤。“ (本文转自3Ders.org)

2019-01-15 10:30:36

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就连摩托车都开始3D打印了!汽车飞机还会远吗?

本田猴子是一款通勤摩托车,它是70年代流行的迷你Z系列的重新设计,因为骑行时的样子看上去和猴子很像,所以人们给它取了一个猴子的昵称。这款摩托车采用的是复古造型,寓意回味美好时光。法国设计公司VIBA认为,要想走怀旧路线,用更现代的外观也可以办到。 VIBA公司生产这款新版摩托车由设计师Yann Bakonyi设计制作,限量版定制款。他之前的作品包括Qora和Lara,值得一提的是,这是世界上第一个3D打印铝制油箱的猴子摩托。Bakonyi是这样描述摩托车的:“VIBA Jane集优雅,创新,设计和准确性于一身,VIBA使用3D打印定制,使用的是最新的21世纪的工艺,有着简洁的设计和价值,旨在展现它的风格以及机动性。“ 设计制作这款摩托车之前,Bakonyi先去了SLM Solutions和Rolf Lenk取经,这两家公司在3D打印金属方面拥有丰富的专业知识,之后再分别对油箱和前机架进行3D打印。“摩托车前架可以装一个购物篮,使用更加方便,整体更具时尚感还带一些俏皮,”Bakonyi说道。只是不要将前架误认为是儿童座椅(看起来有点像)。 燃油箱重量小于储油箱,同时提供更大的刚性,并且它内部有蜂窝状图案,以防止燃料在周围晃动并影响加速。SLM(选择性激光熔化)800,500和280机器用于3D打印各种组件;他们使用激光将模型的分层横截面烧结到金属粉末床上。 Bakonyi表示随着3D打印技术的发展,他觉得自己也应该与时俱进,因为现在已经有几款摩托车进行了3D打印,而且很明显在将来会有越来越多类似的例子出现。 (本文编译自3ders.org)

2019-01-15 09:46:28

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世界最大规模3D打印混凝土步行桥在上海宝山落成

2019年1月12日,目前世界最大规模3D打印混凝土步行桥在上海智慧湾科创园落成。该工程由清华大学(建筑学院)-中南置地数字建筑研究中心徐卫国教授团队设计研发、并与上海智慧湾投资管理有限公司共同建造。 该步行桥全长26.3米,宽度3.6米,桥梁结构借取了中国古代赵州桥的结构方式,采用单拱结构承受荷载,拱脚间距14.4米。在该桥梁进入实际打印施工之前,进行了1:4缩尺实材桥梁破坏试验,其强度可满足站满行人的荷载要求。 步行桥的设计采用了三维实体建模,桥栏板采用了形似飘带的造型,与桥拱一起构筑出轻盈优雅的体态横卧于上海智慧湾池塘之上;桥面板采用了脑纹珊瑚的形态,珊瑚纹之间的空隙填充细石子,形成园林化的路面。上去行走,感觉略微有些陡峭,但很稳定,用手触摸桥面,可以感受到珊瑚纹的凹凸。 据介绍,整体桥梁工程的打印用了两台机器臂3D打印系统,共用450小时打印完成全部混凝土构件;与同等规模的桥梁相比,它的造价只有普通桥梁造价的三分之二;该桥梁主体的打印及施工未用模板,未用钢筋,大大节省了工程花费。徐卫国教授团队自主开发的混凝土3D打印系统技术,具有工作稳定性好、打印效率快、成型精度高、可连续工作等特点,在三个方面具有独特的创新性并领先于国内外同行:机器臂前端打印头,具有不堵头、且打印出的材料在层叠过程中不塌落的特点;打印路径生成及操作系统,将形体设计、打印路径生成、材料泵送、前端运动、机器臂移动等各系统连接为一体协同工作;独有的打印材料配方,具有合理的材性及稳定的流变性。 该步行桥桥体由桥拱结构、桥栏板、桥面板三部分组成,桥体结构由44块0.9*0.9*1.6米的混凝土3D打印单元组成 ,桥栏板分为68块单元进行打印,桥面板共64块也通过打印制成。这些构件的打印材料均为聚乙烯纤维混凝土添加多种外加剂组成的复合材料,经过多次配比试验及打印实验,目前已具有可控的流变性满足打印需求;该新型混凝土材料的抗压强度达到65mpa,抗折强度达到15mpa。 与此同时,该桥预埋有实时监测系统,包括振弦式应力监控和高精度应变监控系统,可以即时收集桥梁受力及变形状态数据,对于跟踪研究新型混凝土材料性能以及打印构件的结构力学性能具有实际作用。 根据设计方,随着我国人口红利的消失,建设工程对于劳动力的需求将越来越供不应求,智能建造将是解决这问题的重要渠道,3D打印作为智能建造的一种重要方式,将对工程建设的智能化发展发挥重要作用。虽然在3D混凝土打印建造方面存在着许多需要解决的瓶颈问题,该领域技术研发及实际应用的竞争也日益激烈,国际国内很多科研机构及建造公司一直致力于这方面的技术攻关,但还没有真正将这一技术用于实际工程。该步行桥的建成,标志着这一技术从研发到实际工程应用迈出了可喜的一步,我国3D混凝土打印建造技术进入世界先进水平。 而这座3D打印混凝土步行桥之所以落户位于宝山的上海智慧湾科创园,则和这里的3D打印产业蓬勃发展密切相关。目前,智慧湾科创园以全球首家3D打印为主题的中国3D打印文化博物馆为窗口,通过展览展示推动艺术创新和工业设计;同时通过产业聚集,引入3D打印产业和行业内的重点企业和更多的优秀人才来到园区,逐步形成了一个集研发、创意、投资、推广于一体的3D打印生态圈。 (本文转自3D打印网)

2019-01-14 11:11:38

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3D打印飞机蒙皮的散热或除冰组件

飞机蒙皮是指包围在飞机骨架结构外且用粘接剂或铆钉固定于骨架上,形成飞机气动力外形的维形构件。飞机蒙皮与骨架所构成的蒙皮结构具有较大承载力及刚度,而自重却很轻,起到承受和传递气动载荷的作用。蒙皮承受空气动力作用后将作用力传递到相连的机身机翼骨架上,受力复杂,加之蒙皮直接与外界接触,所以不仅要求蒙皮材料强度高、塑性好,还要求表面光滑,有较高的抗蚀能力。 目前的飞机常见的蒙皮有金属蒙皮,复合材料层压蒙皮、夹层蒙皮和整体壁板等。在飞机蒙皮的散热方面,根据3D科学谷的市场研究,国内中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所在应用3D打印技术方面,做了一些研究和探索工作。 目前国、内外飞机环境控制系统中主要有以下两种:空气-液体热交换器(简称:空-液热交换器)——采用冲压进气道、利用冲压空气对来自电子设备的热流体进行冷却降温,目前国、内外多数飞机采用这种形式。缺点:空-液热交换器体积较大、高度较高(通常大于100㎜),冲压进气道和冲压空气对飞机产生较大的气动阻力,冲压进气道内的空气对飞机有较大的燃油代偿损。 目前国、内外飞机环境控制系统中主要有以下两种:空气-液体热交换器(简称:空-液热交换器)——采用冲压进气道、利用冲压空气对来自电子设备的热流体进行冷却降温,目前国、内外多数飞机采用这种形式。缺点:空-液热交换器体积较大、高度较高(通常大于100㎜),冲压进气道和冲压空气对飞机产生较大的气动阻力,冲压进气道内的空气对飞机有较大的燃油代偿损。 西安飞机设计研究所研究的蒙皮热交换器的外层散热单元与内层散热单元采用3D打印整体成型。其中,外层散热单元外表面、外层散热单元内表面及多个外层散热隔板采用3D打印整体成型。内层散热单元外表面、内层散热单元内表面及多个内层散热隔板采用3D打印整体成型,通过3D打印实现一体化的结构,提高了整体强度。 这是一种双层飞机蒙皮热交换器,包含外层散热单元和内层散热单元,外层散热单元与内层散热单元之间设置有空气通道,外层散热单元设置有外层散热微通道,内层散热单元设置有内层散热微通道,换热效率高,可减少集中热辐射和雷达热反射面积,可以满足飞机隐身性能要求。 这种双层飞机蒙皮热交换器安装在机身蒙皮外表面,利用空气带走液体的热量,减小了系统对飞机的燃油代偿损失。 航空航天器中热负荷的有效管理也受到导热碳纤维复合材料和其他导热非金属材料用于飞机结构构件和飞机蒙皮的趋势的影响。为了减轻体重使用了更多的复合材料,许多常见的复合材料具有比金属(例如铝)更低的导热性。 热管理系统包括与热活性装置热连通的微通道组件,微通道组件可以是倾斜微通道组件,S通道组件或波状翅片组件。3D打印技术在制造这些复杂的组件方面具有明显的优势。 而关于在飞机蒙皮外表面3D打印组件,美国Sunlight Products提出了3D打印防冰组件。而另外一家公司,THALES则是提出了安装在飞机蒙皮上的平面设备加热回路,该热力回路具有闭合回路用于传热液体的循环,传热流体循环的闭合回路是具有空部分的管状通道。闭合回路包括与飞行器的功能元件相关联的蒸发器。而通过3D打印-增材制造方法来制造探头,和管状通道。 (本文转自3D打印网)

2019-01-14 11:06:11

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3D打印成产业发展助推器,工业级打印机迎来新机遇

如今,3D打印已经与智能机器人、人工智能被并称为实现数字化制造的三大关键技术,各国研究人员正从多个角度探析3D打印在建筑、教育、医疗等多个领域的商用价值和应用潜力。在借助3D打印推动传统行业实现数字化转型已成共识的当下,世界各国更是大力推进3D打印在多领域的应用,这使3D打印产业总体呈现出一派蓬勃的发展局面。 自2011年起,全球3D打印浪潮迭起,各国资本巨头争相加入3D打印产业布局行列,3D打印前沿技术研发和商业推广活动日趋频繁。时至今日,3D打印在航空航天、汽车、医疗、建筑等领域的应用已经取得了许多进展,整个3D打印产业的市场规模迅速扩大,市场价值不断提升。据统计数据显示,2017年,全球3D打印产业产值达73.4亿美元,同比增长21.1%,增速较去年提高了3.6个百分点。随着各国对3D打印硬件、材料、软件和服务需求的不断增加,2019年全球3D打印支出将达到138亿美元,许多具有创新性的3D打印应用将涌现出来。 我国作为世界经济体中的重要组成部分,对3D打印产业的发展高度重视。在2017-2018年两年间,多项扶植3D打印产业发展的政策密集****,从发展目标、行业标准、财政扶持、重大项目立项等多个层次给予支持。在政策扶持和业内人士的共同推动下,目前3D打印技术已被广泛应用于我国工程机械、汽车领域、航天航空、消费品制造等领域,并为我国经济注入新的活力。 在3D打印产业迅速发展之际,一些业内人士也开始冷静分析3D打印产业发展的实际状况,并积极探索3D打印产业的未来发展方向。实际上,在影响3D打印产业发展的多种因素中,3D打印设备极为重要。借助高性能的3D打印机等打印设备,产品制作人员可以在较短时间内完成自己所需要的产品,以此降低成本、节约人力物力。 从整体来看,3D打印机主要分为个人级3D打印机和工业级3D打印机两种。个人级打印机是一般用于个性化教学、家居生活等场景,工业级3D打印机主要被应用于快速原型制造和直接产品制造两大方面。 就出货量而言,2017年,全球3D打印机出货量达40.12万台,其中消费级/桌面级38.97万台,工业级1.15万台。由于个人级3D打印机具有价格相对便宜、携带方便、易于操作等特点,其普及率要远远高于工业级3D打印机。目前,国内外消费级3D打印领域已是一片红海,而工业级3D打印机则潜藏着巨大的发展空间。 总的来看,工业级3D打印机在产品制造中所扮演的角色几乎不可替代。工业级3D打印机主要应用激光或高能电子束的高温,把金属粉末或者金属丝烧结熔炼成要打印物体的断链,一层层堆积而成。制作人员通过运用计算机控制激光或电子束,就可以打印出传统机械加工无法完成的汽车零部件、飞机内部组件等多种复杂精密结构,并去除掉模具制造、锻压成型等不必要的传统工序,提高材料的利用率,以此获得较好的制造效果。 近年来,随着工业级3D打印机的应用场景不断扩宽,其在工业领域所发挥的作用也日益重要。国内外许多企业为提升产品制造的效率和质量,都开始购买工业级3D打印机,这使工业级3D打印机的用户群体不断扩大,市场份额不断提升,工业级3D打印机在实际应用过程中所具有的价值也得以逐步释放。 据业内专家分析,预计到2023年,全球3D打印市场价值将达到353亿美元。在2018-2023年期间,全球3D打印市场年复合增长率将超过27%。随着3D打印技术的不断进步,其在教育、医疗、建筑等行业的应用价值将得到更多业界人士的认,采用3D打印、物联网等倩前沿技术来推动传统行业向着高效化、自动化方向发展也将成为大势所趋。在此过程中,各行业的从业者积极了解相关前沿技术动态,树立自主学习意识,主动适应3D打印等技术给行业发展所带来的变化,将有助于真正推动3D打印的快速落地,并从多个方面感受到前沿科技给生产生活所带来的便利。 (本文转自3D打印网)

2019-01-14 10:54:49

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CT扫描+3D打印再现2亿年前的海怪头骨

隐藏在史前海洋爬行动物头骨中的奥秘已经通过CT扫描和3D打印技术得以揭示。大颅骨属于鱼类,一种大约2亿年前在海洋中漫游的恐龙。2019年1月11日,来自曼彻斯特大学,伦敦大学和剑桥大学的研究人员合作开展了这个项目,创造了一个同类型的数字模型,尽管60年前农民就已经发现了一米长的头骨。 曼彻斯特大学说:“这是第一次将大型海洋爬行动物的头骨和下颌骨的数字重建用于研究目的和公众。虽然英国已经挖掘出数以千计的鱼龙化石,但这个标本特别重要且不寻常,因为它是三维保存的并且含有很少暴露的颅骨。“ 计算机断层扫描(CT)技术使研究人员能够看到头骨内部,揭示大多数化石中通常不会保留的区域,曼彻斯特大学的主要作者和古生物学家Dean Lomax解释说:“我第一次看到这个标本时感到困惑凭借其出色的保存。这个时代的鱼龙(早侏罗世)通常会被压扁,以致颅骨的原始结构要么不被保留,要么被扭曲或损坏。因此,有一个头骨和这个时代的鱼龙骨骼的一部分保存在三个维度,并且没有任何围岩遮住它,这是非常特殊的。“ 经过初步检查后,研究小组注意到存在几块骨骼,这些骨骼很少被保存在类似的标本中,但只保留了左侧。所以左侧脑膜是由剑桥大学的共同作者Laura Porro博士进行的微型CT扫描。然后在3D打印之前镜像图像以创建完整的脑壳。 分析化石的数字和3D打印重建使得数据可以经常使用,同时保留原始化石。波罗说:“CT扫描让我们可以看到里面的化石 - 在这种情况下,我们可以看到颅骨内的长管,最初包含血管和神经。自从50年代发现以来,扫描还揭示了标本的管理历史。有几个区域用石膏和粘土重建,一块骨头经过专业模拟,只有扫描显示其中一部分是假的。最后,有可能在3D中以数字方式重建头骨。这对于原始的,脆弱的和非常重的化石来说很难(并且有风险);此外,我们现在可以让3D重建免费提供给其他科学家和教育。“ 3D打印可能是明天的技术,但它正在解决数百万年前的难题。洛马克斯说:“对这种鱼类进行研究和描述需要半个多世纪的时间,但它值得等待。我们的研究不仅揭示了这种动物头骨内部解剖学的令人兴奋的信息,而且我们的发现将有助于其他古生物学家探索其与其他鱼龙的进化关系。“ (本文转自3D打印网)

2019-01-14 10:49:29

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航空发动机鏖战正酣 3D打印应用成新战场

航空发动机被誉为“现代工业皇冠上的明珠”,涉及大量前沿学科和基础学科,其直接影响飞机的性能、可靠性及经济性,已成为一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。 目前,全球范围内能生产高性能航空发动机的企业屈指可数。数据显示,美国通用(GE)、美国普惠(P&W)、和英国的劳斯莱斯(Rolls Royce)这三家航空发动机制造厂商占据了全球七成的市场份额。通用和劳斯莱斯的竞争最为激烈。 如果说波音和空客是干线客机领域的双寡头,那么通用电气和劳斯莱斯/罗罗则是干线客机发动机市场的一对大鳄。作为英国主导的国际型企业,劳斯莱斯的发动机市场占有率与GE相当,最有名的当属RB-211型发动机。早在上世纪60年代,劳斯莱斯便开始了世界上第一台实用三转子涡轮风扇发动机,即RB211发动机的研制。 而随着3D打印技术的不断发展,发动机制造正在与3D打印的进行创新性结合,这一点在航空发动机制造领域表现得尤为明显。实践证明,3D打印可很好的应用于飞机发动机零部件的生产,有效缩短发动机研发周期,并能提高材料利用率、优化结构、减轻重量和降低成本。 3D打印是劳斯莱斯正在利用的关键新技术之一。早期劳斯莱斯就已将LENS(激光工程化净成形)技术用于RB211发动机涡轮叶片冠部阻尼面钴基耐磨合金涂覆层的强化处理,并提出了6项专利申请,涉及LENS技术的装置、喷粉嘴、工艺和应用。 根据欧洲航空****于2014年公布的Part-66飞机维修牌照的飞机类别评级显示,RB211发动机就已搭载于包括波音、洛克希德马丁和TUPOLEV公司在内的14架机型上。此外,在澳洲航空(QANTAS AIRWAYS)的航空队中,仅2006年的统计就有21架波音747-438、5架波音767-336ER和2架波音767-336装备了劳斯莱斯RB211发动机。 值得一提的是,2015年,劳斯莱斯通过与英国制造技术中心(MTC)所属的新国家増材制造中心合作,利用3D打印技术制造出了有史以来首个最大的民用航空发动机组件——Trent XWB-97发动机,该发动机亦被业界誉为“世界上最高效的民用飞机发动机”,已搭载于空客A380机型上。使用3D打印技术去制作这样一台复杂而又精良的发动机,也再一次证明了劳斯莱斯所掌握的3D打印技术已经达到世界顶尖水平。参与该项目的还有谢菲尔德大学和3D打印专家Arcam公司。Arcam公司的电子束的仪器被用于生产叶片。MTC对钛粉进行分析,结果可供在组装之前评估组件的完整性,这对于了解如何回收钛粉和如何识别工艺过程中的缺陷有重要意义。 根据劳斯莱斯官网显示,目前劳斯莱斯已将3D打印的零部件和新材料引入到了Advance3发动机的生产之中。据悉,Advance3共包含约20000个零部件,测试时长已超过100小时。报告显示,由3D打印技术和陶瓷基复合材料制成的零部件表现出了十分优异的性能。劳斯莱斯方面称:“Advance3将会开拓民用航空航空的未来。” 与劳斯莱斯相比,美国通用在3D打印应用方面有过之而无不及。早期,通用在LENS技术的专利申请上也卓有成就。如今,通用电气航空公司运营着一个三座足球场规模的增材制造技术中心,内有90台3D打印机和300名员工。通用已为最畅销的LEAP喷气发动机等机器出货了超过25,000个3D打印零件,并带来了超过2000亿美元的订单。 传统制造技术适用于大批量成型产品的生产,而3D打印技术则更适合定制化和精细化结构产品的制造。将3D打印技术和传统制造技术相结合,各取所长,充分发挥各自的优势,使制造技术发挥更大的威力。3D打印应用于飞机发动机这一高精尖领域,既是对其成型工艺和终端产品性能的肯定,也在一定程度上加速3D打印由小众到大众的市场化推广。作为科技创新和工业4.0的重要组成部分,3D打印在为全领域注入新鲜元素,将科技、创新、智能制造有机结合,开创智能制造新时代。 (本文转自3D打印网)

2019-01-14 10:14:12

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3D打印技术不断进步,推动建筑行业加快智慧化转型

近年来,在社会各界的共同推动下,我国各大城市交通、建筑、医疗行业发展速度不断加快,并已经取得了许多新成果。就建筑行业而言,在建筑行业迅速发展之时,粗放式、碎片化的生产方式仍然存在,并由此造成了建筑质量低劣、工程造价昂贵、施工周期较长、安全事故频发等多种问题。 对此,众多的业内学者及专家纷纷表示,中国的建筑行业必须加快向着集成式、精细化、高效化方向转型升级。在此过程中,要着重发展具有突破性和创新性的3D打印等前沿技术,并结合多种数字建造技术构建全新的建筑产业体系。为推动建筑行业实现新的飞跃,近年来我国先后****了多项政策予以大力支持。早在2015年,我国政府就发布了“中国制造2025”倡议,3D打印技术成为了该倡议发展目标的重要推动者。2017年,多部委联合发布的《增材制造产业发展行动计划(2017-2020年)》,再次为3D打印建筑行业的未来发展指明了方向。 在政策引导下,进军建筑领域的3D打印企业不断增多,许多高品质的3D打印设备也加快被研制出来,并应用于3D打印建筑的过程中。例如,近日,北京华商陆海科技有限公司推出了使用钢筋混凝土作为原材料的整体3D打印建筑设备。据介绍,借助该设备可以对建筑对象实现数字化三维建模,所用材料环保且建筑周期得以缩短。 在企业纷纷涌入3D打印建筑领域之际,一些研究人员也开始探究3D打印所具有的商用价值。那么,3D打印技术到底给建筑行业带来了哪些改变呢? 从总体来看,3D打印技术的出现,为建筑师设计和建造动态、复杂的建筑提供了强大的技术手段。以往建筑设计师只能凭空想象建筑所呈现出来的整体效果,缺乏可供参考的立体模型。在采用3D打印技术后,建筑设计师可将设计构想或草图变为触手可得的实物。这样做,不仅能节约制造建筑模型所用的时间、降低成本、提升建筑材料的利用率,还能便于建筑设计师进一步检测建筑设计的合理性,从而最大限度保证建筑的安全性和可用性。 除此之外,借助3D打印建筑模型,设计师能够更好地与客户、施工方沟通设计理念,并测试建筑实施的实际可行性。在实际的操作过程中,很少有客户能一眼看懂建筑设计图纸的,自然也就无法凭空想象建筑立体效果。设计师3D打印建筑模型后,就可以为客户直观呈现设计效果,并精准把握客户个人喜好或者实际使用需求,避免无效沟通。 目前,基于3D打印在多样化、复杂化建筑快速精准成型方面的诸多优势,该技术已经被广泛用于建筑设计、建筑学术交流、建筑模型(沙盘)等多个领域。由于受材料等因素限制,国内目前更多地还是将3D打印运用在大型建筑的主体设计层面,以此帮助设计师实现创意构想。 实际上,借助3D打印建造房屋、桥梁等尚未在业界大规模推广,其规模化应用仍然面临不少挑战。例如,建筑材料单一、3D打印设备昂贵、3D打印应用相关标准缺失等问题,仍亟待解决。未来,随着人类对于建筑物“个性化”需求的日益强烈,以及传统建筑企业实现“数字化转型”的趋势显现,具有高附加值的“3D打印建筑”技术必将成为一种主流的建筑生产方式,并为建筑行业实现智慧化转型升级注入更多动力。届时,3D打印建筑将成为业内热议的话题,更多的建筑企业将借助3D打印技术建造出更多兼具实用性和安全性的产品。 (本文转自3D打印网)

2019-01-14 10:06:58

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一文看懂3D打印在刹车制动领域的应用

谈到3D打印在制动领域的应用,我们很容易联想到的两个典型应用,一个是制动器的3D打印,一个是刹车片的3D打印。 制动器方面,2018年布加迪发布了其通过带有四激光器的选择性激光熔融3D打印技术所制造的世界首个3D打印的新型八活塞整体式制动钳。而近日,布加迪对3D打印的新型八活塞整体式制动钳进行了令人叹为观止的性能测试。 迄今为止用于汽车零部件增材制造生产的主要材料是铝,而布加迪新的制动钳由钛制成。布加迪是与德国汉堡的Laser Zentrum Nord合作实现的,Laser Zentrum Nord中心自2018年初以来成为粉末床激光熔融领域的专家Fraunhofer弗劳恩霍夫研究所的一部分。 值得一提的是,布加迪通过粉末床激光熔融3D打印技术来制造新型八活塞整体式制动钳并不是仅仅用于原型,布加迪所进行的性能测试更是进一步揭示了这一创新的产业化前景,3D打印钛制动钳将应用于批量生产的车辆。 根据百度百科,钳盘式制动器(caliper disc brake)是盘式制动器的一种。它的旋转元件是以端面工作的金属圆盘,称为制动盘。固定元件是工作面积不大的摩擦块与其金属背板组成的制动块,每个制动器中有2~4个,这些制动块及其促动装置都装在横跨制动盘两侧的夹钳形支架中,总称为制动钳。制动盘和制动钳共同构成了钳盘式制动器。 盘式制动器又根据其固定元件结构形式的不同,分为钳盘式制动器和全盘式制动器。钳盘式制动器散热能力强,热稳定性好,故广泛应用于大多数轿车和轻型货车上。布加迪改变了制动器的现状,其3D打印的制动钳长41厘米,宽21厘米,高13.6厘米,重量只有2.9公斤。与目前使用的重量为4.9公斤的铝制部件相比,布加迪可以通过使用新的钛合金部件确保更高的强度,并且使制动卡钳的重量减轻约40%。之前想采用钛合金材料来制造这样的制动钳难度是非常大的,由于钛材料的强度非常高,想像铸造或锻造铝的常规方法那样获得这样的零件技术难度很大。而3D打印打开了生产更加复杂的零件和难加工材料的可行性。 谈到制动器的3D打印,就引出另外一个话题,那就是刹车片的3D打印,汽车刹车片,也叫汽车刹车皮,是指固定在与车轮旋转的制动鼓或制动盘上的摩擦材料,其中的摩擦衬片及摩擦衬块承受外来压力,产生摩擦作用从而达到车辆减速的目的。 汽车刹车片一般由钢板、粘接隔热层和摩擦块构成。其中,钢板要经过涂装来防锈;隔热层由不传热的材料组成;摩擦块由摩擦材料、粘合剂组成,刹车时被挤压在刹车盘或刹车鼓上产生摩擦,从而达到车辆减速和制动的目的。由于摩擦作用,摩擦块会逐渐被磨损,一般来讲成本越低的刹车片磨损得越快。摩擦材料使用完后要及时更换刹车片,否则钢板与刹车盘就会直接接触,最终会丧失刹车效果并损坏刹车盘。 而高铁领域的刹车片,国际上只有德国、法国和日本等少数几个国家能够生产高速列车制动闸片,其中德国克诺尔公司曾垄断全球80%以上高铁刹车片的市场。 近几年,国内高铁刹车片的研发与生产技术逐步获得突破,打破了国际公司垄断的局面。随着金属3D打印技术与应用面的深度结合,国内出现了将金属3D打印技术应用于制动闸片的探索。 (本文转自3D科学谷)

2019-01-14 09:58:30

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防伪有新招,3D打印来帮忙!

众所周知,防伪产品对于保护产品和文件至关重要。最流行的防伪产品基于全息图,然而,这些防伪全息图产品仅调制光的相位并且可以容易地复制。 新加坡科技与设计大学(SUTD)的研究人员发明了一种新型的防伪技术,称为全息彩色印刷品,用于保护身份证,护照和纸币等重要文件。由副教授Joel Yang领导的研究小组演示了一种光学装置,它在白光下显示为常规彩色打印,但在用激光照射时可将多达三幅图像投射到远处的屏幕上。与具有磨砂玻璃外观并仅投影单个图像的常规衍射光学元件不同,这些新的全息彩色印刷品将对伪造者具有更强的威慑力。此外,印刷品由纳米3D印打的聚合物结构组成,并且特别用于光学文件安全性。 全息彩色印刷可以调节光的相位和幅度,通过调整光的幅度在环境白光下显示彩色图像,同时在红色,绿色或蓝色激光照射下投影多达三个全息图。这是通过制造战略性地布置在平面上的新型纳米结构像素来实现的。每个像素用作灯的减速带(相位控制)和路障(幅度控制)。全息彩色打印的双重功能可提高安全性并防止伪造。 副教授Joel Yang表示,设备的彩色像素是通过将结构彩色滤光片叠加到相位板上而创建的。不同高度的纳米结构柱用作结构彩色滤光器以调节光的幅度。该团队开发了一种计算机算法,该算法以多个图像作为输入,并生成一个输出文件,用于确定不同相位和彩色滤波器元素的位置。然后借助纳米级3D打印机对全息照片进行雕刻。该团队使用Luigi Russolo的艺术绘画Perfume(1910)作为彩色印刷品,可在环境白光下观看。不同厚度的聚合长方体用于调制相位板并形成三个多路复用全息图,投影为红色指纹,绿色键和蓝色字母,其显示为“安全”。所有这些图像都嵌入在一个印刷品中。 “全息图在打击假冒行为方面的关系类似于抗生素对抗感染。随着旧的全息图变得更容易复制,每隔一段时间就需要新的技术来阻止造假者,”Joel Yang说。“这是第一次使用先进的纳米加工技术将多个有选择性的全息图”编织成彩色图像。我们希望这些新的全息彩色印刷品是用户友好的,但对伪造者不友好:它们很容易被验证,但复制难度很大,并且可以在防伪应用中提供增强的安全性。“ (本文转自3D打印网)

2019-01-14 09:46:21

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来看别人家的3D打印桥梁!据说能抗住坦克?

2019年1月12日讯,由机械工程师Megan Kreiger领导的美国陆军工程师研究与开发中心(ERDC)的研究人员最近在加利福尼亚州南部的彭德尔顿营地3D打印了一个32英尺长的钢筋混凝土人行天桥。 Kreiger的目标是3D打印现代版的Bailey桥。“如果我们能够建造一座能够承受住坦克的桥梁,这会是一项了不起的成就。”她说。 3D打印行人天桥并不容易,当Kreiger第一次到达彭德尔顿营地时,当时正在下雨,地面都是泥。“在倾盆大雨中打印很难,”她说。人行天桥试点项目并非Kreiger参与的第一个成功的大型3D打印项目。去年,该团队在不到两天的时间内,在一个军事基地现场为一个32英尺x 16英尺的营房完成了9.5英尺高的钢筋混凝土墙的3D打印。 Kreiger在密歇根理工大学(Michigan Technological University)第一次了解3D打印,她在材料科学与工程专业的研究生学习期间负责3D打印实验室。她于2015年加入美国陆军工程师研发中心。 ERDC还计划在人道主义援助和救灾任务中使用3D混凝土打印机。作为自然灾害现场的第一批军事服务,ERDC擅长提供食物和水,但很难提供住所。在许多地方,水泥比木材更容易获得,军队可以迅速打印房屋,学校和社区建筑,以取代被摧毁的房屋。 Kreiger认为,在没有模板的情况下创建定制混凝土结构所需的有限劳动力具有巨大的意义。 “我的目标是将添加剂结构作为一种可行的方法,并将大规模3D打印的优势引入军事和商业建筑,”Kreiger说。“我希望通过3D打印推进并测试建筑行业的极限”。 (本文转自3D打印网)

2019-01-14 09:27:56

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小小智能药丸蕴含大能量,3D打印能给医疗带来什么?

如今,3D打印俨然已经成为了世界各国争相布局的焦点,加强对3D打印前沿技术的研发并推动3D打印在多个领域的实际应用已经成为了各国共识。在世界各国的大力倡导下,3D打印创新型应用模式争相涌现,给医疗、建筑等行业发展带来了许多新气息。 3D打印在制药领域具有诸多优势 目前,生物医药行业是3D打印扩张较为迅猛的行业,3D打印也已经逐步融入多个细分医疗场景。具体来讲,3D打印技术能够为医疗生物行业提供较为完整的个性化解决方案;生物3D打印技术可以促进再生医学领域在人造活体组织与器面的研究;尤其值得重要的是,3D打印在制药领域也具有显著优势,传统制药行业在3D打印技术的推动下已经发生了许多新变化。 通常来讲,人们对3D打印在手术导板、假肢、助听器等康复医疗器械设计及制造方面的应用较为了解,对于3D打印在制药领域方面的应用相对较为陌生。实际上,在影响现代医学发展的多个环节中,药物是非常重要的一环。面对不同患者的个性化治疗需求,采用现代科技提升制药水平、降低制药成本,已经成为传统制药行业实现纸智能化升级的一大途径。 在医疗快速发展的当下,患者对于专业化、个性化、精准化医疗服务模式诉求更高了。在制药方面,运用3D打印前沿技术以及制药装备来研发及制药具有多种优势。例如,3D打印可以对多种制药材料实现局部细节化控制,并精准控制某种药物的成分。对于儿童和老人而言,科学控制药物的剂量有助于提升用药的安全性。 与此同时,医生或药剂师也可以针对不同年龄、性别和体质的患者设置不同的药物剂量,以此代替原本大宗生产、相同剂量的药物。在不同的治疗周期,医生可以根据每位患者的实际情况,通过增加或者减少相应的药物成分来促进患者的恢复。在3D打印的多种药物中,智能药丸不容忽视。 3D打印智能药丸促进药效充分释放 实际上,3D打印智能药丸在外观形状和内部药物成分方面与普通药物之间往往存在较大差异。通常,智能药丸被用来替代内窥镜检测手术,通过内含有像“微型相机”一样的传感器,智能药丸能自主在患者体内较适宜的位置释放药物成分。这种方法可减少患者对某种药物产生依赖的可能性,并降低让患者不适的副作用。 从具体的用药过程中,制药人员可以根据实际需求对3D打印智能药丸的制药成分进行调整,以此适应不同病症患者的治疗需求。此外,在新药研制的过程中,目前国内外研究人员正在进行3D打印的“多药丸”研究,就是把针对不同疾病的多种活性成分组合成单一药丸。这样做,可以有效避免患者因同时服用多种药物而产生药物过敏等情况。 目前,硅谷Proteus Digital Health、荷兰Medmetrics、美国胶囊结肠镜检查平台CapsoVision、重庆金山科技等国内外企业都纷纷加快了在智能药丸研制方面的布局速度,希望能在智能药丸研制方面取得新进展,这使得智能药丸研究活动日趋频繁。 3D打印智能药丸普及还需一定的时间 从整体来看,虽然国内外许多企业在智能药丸研制倾注了大量心血,但是目前3D打印智能药丸的制造技术尚未完全成熟,整个3D打印智能药丸尚处于早期科研阶段,还没进入大规模商用化时期。 值得重视的是,随着科技的不断进步,药物数字化、智能化将成为现代医药技术发展的一大趋势。受益于物联网和传感器技术的发展,数字药丸将加快转变成现实,并从不同层面上改变传统的医疗检测、给药与健康管理模式。 与此同时,人们对现代医疗质量的要求正不断提升,对多种高疗效、低副作用的智能药丸等药物的需求量也进一步增多。据Grand View Research测算,2016年全球智能药丸市场规模约7.8亿美元,预计到2025年,这一市场将达到三十亿美元。许多制药企业面对难得的商机,必将加快在相应领域的布局步伐,并研制出更多疗效较好的药物。 可以预见,在不久的将来,我们将能看到各种智能药物、数字药物出现在市场上,这些药物将为人类健康带来更多福音,并促使患者早日恢复健康。 (本文转自3D打印网)

2019-01-13 10:30:39

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盘点NASA 在太空探索工作中的3D打印应用

2018年是NASA成立60周年,在2018年年末, NASA回顾了他们在太空探索方面的收获, 包括:月球、火星探测,人类与太空空间站,超音速航空,飞行器技术,太空技术等。在这些工作中,前沿科学和新技术发挥着重要作用,其中,增材制造/3D打印技术的应用随处可见。今天就带大家来看看NASA 近年来部分3D打印应用和增材制造零件的研发进展进行了整理。 火箭发动机零部件 SLSRS-25发动机pogo蓄能器组件 NASA 已经成功进行了RS-25的热火试验,其中包括对NASA迄今为止最大的3D打印火箭发动机组件的测试,即pogo蓄能器组件。 在飞行过程中,火箭可能会经历剧烈的上下振动,这主要是由于发动机和推进剂的进给造成的。这被称为pogo效果。被测试的3D打印部件是pogo蓄能器,这是一种沙滩球大小的硬件,通过调节发动机中的液氧运动来起到减震器的作用,以防止可能使火箭飞行不稳定的振动。3D打印pogo蓄能器采用了集成式设计,在传统制造方式中则需要100多个焊接,增材制造使得制造成本降低了近35%,生产时间缩短了80%以上。 NASA和AerojetRocketdyne计划将增材制造制造的数十个组件整合到新的RS-25发动机中。此外,几乎所有其他主要部件,包括主燃烧室,喷嘴,管道,阀门,电气和行走装置,都将使用各种先进的制造工艺来提高可承受性。 新型高超音速发动机 Aerojet Rocketdyne在过去二十年中投入了大量时间和资源开发3D打印/增材制造应用,以满足火箭发动机和防御系统应用的严格要求。2018年Aerojet Rocketdyne 宣布其为NASA和美国国防高级研究计划局(DARPA)制造的新型高超音速发动机已经成功通过测试,3D打印技术与高超音速航天发动机制造经验的结合,为研发下一代高超音速推进系统奠定基础。 该发动机为“新型双模式冲压式喷气发动机/超燃冲压(DMRJ)发动机”。超燃冲压发动机结合了燃气涡轮发动机(形成基于涡轮的联合循环推进-TBCC系统),能够将飞行器从静止状态推进到5马赫或更高的高超音速飞行状态并再次返回。 两种合金制成的3D打印火箭发动机点火器 这款3D打印的火箭发动机点火器,标志着NASA能够首次使用3D打印成功地将功能部件中的两种金属合金组合在一起。这一突破可能开启火箭点火器更快的开发周期,并降低发动机点火器在未来的生产成本。 传统上,关键的发动机部件是使用钎焊工艺制成的,钎焊是一种缓慢而昂贵的工艺,并且需要体力劳动和各种不同的步骤来配合完成。通过3D打印将两种金属材料打印成一个单一部件,NASA开辟了一种更高效、更经济有效的制造火箭发动机点火器的方法。 3D打印铜合金火箭燃烧室部件 NASA 在铜合金发动机燃烧室内衬3D打印方面取得了突破,打印材料为GRCo-84铜合金,它是在NASA在俄亥俄州的Glenn研究中心开发出来的一种铜合金,打印工艺也是选区激光熔融。 燃烧室内z衬里的3D打印总共为8255层,仅这一个部件打印时间为10天零18个小时。这个铜合金燃烧室零部件内外壁之间具有200多个复杂的通道,制造这些微小的、具有复杂几何形状的内部通道,即使对增材制造技术来说也是一大挑战。 带有3D打印部件的猎户座载人飞船 Aerojet Rocketdyne 最近完成了增强型反应控制推进器系统的鉴定测试,这个推进器系统将专门用于NASA 猎户座太空船载人模块,其中的发动机喷嘴延伸部分是采用3D打印技术制造的。Aerojet Rocketdyne 称这是有史以来第一次将增材制造的零件安装在载人航天器上。 Aerojet Rocketdyne 采用3D打印技术的原因是为推进器部件获得更高的设计自由度,并且缩短部件的制造时间。 复杂设计的轻量化太空着陆器 Autodesk-欧特克与NASA 合作为喷气推进实验室设计了太空着陆器。这个太空登陆器的设计初衷是创造最轻的结构,但它仍然必须承受被射入太空的压力,冰冻的温度,辐射水平是地球的1000倍,以及还需要考虑结构降落在行星(如火星)时的重力和侧向力。 研究团队在打造这款着陆器时使用了3D打印、数控加工和铸造三种技术。在设计着陆器时,研究人员将着陆器在深太空可能遭受的温度和压力等数据输入到设计软件中,软件根据数学算法生成了数种不同的设计结果。目前NASA与欧特克公司合作设计的这款着陆器主要是以实验为目的。在太空旅行中,承受太空恶劣环境的最佳材料就是钛和铝,但是这些材料也有点重,而随着着陆器重量的增加,发射的困难和成本也会随之增长。因此降低重量能够减少卫星探索任务的总成本和复杂性。 国际空间站中的3D打印机和回收系统 NASA将首台集成3D打印机和回收系统的设备运送到国际空间站。这台名为Refabricator的机器会把废旧塑料转变为3D打印机材料,随后创造新的工具和材料。它将使用多次回收塑料来制造零件,该零件将在返回地球时进行质量测试。这项技术有望在未来的月球和火星探测任务中使用。 在太空中进行增材制造的技术 NASA和Made In Space公司开展了一项Archinaut TDM 项目,该项目的目标是在2020年将Archinaut 太空制造设备投入轨道空间建设中。 Archinaut本质上是一个具有机器人手臂的3D打印机,可以自动地组装和打印结构件。通过测试的是用于组装空间站或探测车的大型梁结构件和其他部件。Archinaut已经能够制造复杂3D打印硬件和超空间结构,并在模拟环境下的外空间环境中成功通过了测试。 (本文转自3D打印网)

2019-01-13 10:20:13

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软体机器人越来越逼真的背后!最大的功臣是它!

近年来,一系列生物和可植入部件已经3D打印,包括肋骨,甲状腺,颅骨,半月板等。现在,加泰罗尼亚生物工程研究所(IBEC)的智能纳米生物设备团队开发出可用于软体机器人应用的3D打印肌肉组织。 “生物学启发的软体机器人设备属于一门新学科,它可以帮助我们克服传统机器人系统在灵活性,反应能力和适应性等方面的局限性。”IBEC首席研究员SamuelSánchez说。 “我们正在探索3D生物打印的潜力,以制造更好的产品,因为它提供了速度,易于设计,形状,材料定制和可扩展性选项。” 该过程涉及由高度对齐的肌管组成的3D生物打印生物致动器,肌梭是骨骼肌中的多核纤维。在用于测量肌肉功能的柱子周围3D打印肌肉,并且还分析基因表达以评估对运动的反应。 “我们看到它们具有功能性和敏感性,它们产生的力量可以根据不同的需求进行调整,”该论文的作者TaniaPatiño说。 “我们现在对基于肌肉的生物执行器的适应性背后的基本机制了解得更多,并且3D生物打印作为一种快速且经济有效的制造方法是成功的。” 与完全合成的肌肉类似物相比,生物肌肉组织具有许多优点,例如自组织和愈合,生物传感和适应性。“我们已经证明,生物系统与机器人设备的整合为他们提供了从自然系统获得的能力,并显着提升了他们的表现,”该论文的第一作者Rafael Mestre评论道。“这可能是开发能够抓握,行走或执行其他简单操作的软体机器人设备的关键。” (本文转自3D打印网)

2019-01-13 10:00:33

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花40万为儿子做积木,却无意间发现大商机!

一切都源自3年前他漫不经心对儿子许下的一句承诺,为了实现这个承诺,他花了2年多时间,耗费了40多万元。最后,不经意间他给自己找到了一个商机。 老爸漫不经心一句承诺,儿子当真了 叶希铨今年41岁,有两个儿子。他和儿子有个共同的爱好:玩积木。家里堆满了各色积木。早在孩子出生前,叶希铨就舍得花6000多元买一套正版的乐高小镇积木。受老爸影响,2个儿子出生后,从学会抓握起,就开始玩积木了。 3年前,小儿子牛牛过5岁生日,叶希铨问他要什么生日礼物。牛牛不假思索地回答,“我要积木,我要盖房子。”家里已经有很多积木了,为什么还要买积木,叶希铨不解地问。牛牛回答:“我要像对面的大楼一样,要会亮的积木。” 叶希铨一听,会亮的积木家里倒没有。他去网上一查,发现网上也没卖发光积木的,市面上根本买不到。但牛牛不管,吵着他要发光积木。为了打发儿子,叶希铨随口说了一句,“那爸爸给你做一套吧”。 这一说,牛牛真的记住了。每次叶希铨回家,牛牛都会问他,“爸爸,发光积木做好了吗?”好吧,为了不让儿子失望,叶希铨尝试着做。 老爸花3个月做的发光积木,儿子看了不满意 一开始,叶希铨想,普通积木加上一盏灯,不就是发光积木吗,这有什么难的。“当时的设想是,用透明塑料做积木,灯光安装在基座上,用散光将整幢房子打亮。”叶希铨自己是学工商管理的,对电子不太懂。于是,他找到在广州工作的学电子的同学,让他帮忙设计电路。这个镶嵌着电路的底座说起来也不复杂,“积木背面都是空的,就是把电子线路做到积木背面凹陷的地方。” 叶希铨根据自己的想法,画出了底座的图纸和设计,通过网络找了一家3D打印公司建模、打印。不知不觉,就花了五六万元。“主要是3D打印太贵,一套积木有好几个部件,都要分别建模、打印。” 不过,叶希铨为企业做管理咨询,年收入有五六十万元,钱还花得起。“在玩积木、喝茶,还有为孩子花钱三件事上,我是一点都不心疼的。”3个月后第一套发光积木就做好了,基座接上电路和电池,透明积木一层一层叠上去,一幢会发光的大楼就成形了。他拿给儿子看,儿子也很高兴。不过,儿子很快就发现了问题。 儿子说,大楼的灯光是从每扇窗户里照出来的,不是从底部发出来的。也就是说,为了效果更逼真,每扇窗户上都必须装上小灯泡,能独自发光。叶希铨一想,孩子说得有道理,这套发光积木还要继续改进。 两年投入40多万元研发,结果有了意外收获 每个积木都发光,意味着每个积木都必须装上电路,且各个积木间要进行精确衔接。叶希铨将小灯泡安装进积木里,通过铁针进行镶嵌,终于做出了可以独自发光的积木。 当积木大楼通上电后,每扇窗户都能独自发光。看着家里的发光积木大楼,两个儿子也很高兴,他们还带了自己的同学过来参观。不久后,这些小家伙又提出了很多奇思妙想。他们问,既然可以造大楼,那么这些积木能做大风车吗,能做收音机吗…… 于是,叶希铨又开始埋头研究,两年多的时间,他共投入了40多万,设计了可以拼接成收音机、发报机、MP3等十几种玩具的发光积木。 叶希铨说,这些积木由镶嵌了导线的积木,以及电器元件组成,说起来并不复杂。不过,发光积木和其他造型积木也有不同。“市面上绝大部分积木是造型用的,我这个积木除了造型,还有功能性的,真的可以使用。” 今年4月,一个偶然的机会,儿子同学的父亲看到这些积木,非常感兴趣。双方一拍即合成立了公司,注册了“睿子园”品牌,向市面上推广。如今,叶希铨注册的发光积木品牌正式面市不到3个月,销售额已经达到了七八十万元。 (本文转自3D打印网)

2019-01-11 17:54:40

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专门面向现代女性,不一样的非主流3D打印珠宝

近日,一家新成立的3D打印珠宝公司推出了其3D打印的首饰作品,值得一提的是,首饰的设计同样是围绕着3D打印主题来完成的。这家公司名叫NonmaniFOLD,是由3D打印爱好者Joris Peels和他的团队成立的。NonmaniFOLD是拓扑学中的一个名词,意为非流形,即与一般几何形状完全不同的造型。Peels在其网站上解释称,NonmaniFOLD公司的首饰设计是相当概念化的,他们的市场目标是“现代女性”,尤其是纠结于女性气质和平等要求之间的那群女性。 到目前为止,这家初创的3D打印珠宝公司已经推出了三个不同系列的珠宝:永恒的火焰、灯景和不一样的紫色。 永恒的火焰包括了一系列的3D打印小饰品,可以装在消费者自己现有的项链或者手链上,也可以单独佩戴。这个系列的设计中,包括了一个比特币饰品、一个树莓饰品(灵感来自树莓派)和一个3D打印机线材卷等,显而易见,这些都是一些技术、工程、3D制造和互联网方面的主题,而它们在女性的生活中正变得越来越普遍。这些饰品是用钢和青铜材料3D打印出来的,该公司使用了ExOne公司基于Prometal技术的3D打印服务。 而灯景的概念则相当与众不同,它主要靠光学材料3D打印技术。事实上,这个系列的珠宝包括Cutaway Fresnel和Splat,被称为是首个使用光学材料3D打印的珠宝。而与他们合作制作这些作品的正是来自荷兰的领先光学3D打印技术公司Luxexcel。NonmaniFOLD是这样描述这些3D打印光学吊坠的:“这些3D打印的对象非常精细,并与从各个角度穿过它们的光线共舞。”这些精细的透明珠宝在阳光的照射下熠熠生辉,相当令人印象深刻。 最后的不一样的紫色则是由五个紫色的3D打印饰品组成的一套,其中包括一个卡车、一辆F1赛车、一卷线材、一台3D打印机和一粒树莓。该公司在这件首饰中使用的是一种尼龙材料。 目前这些首饰都可以通过NonmaniFOLD的网站订购,价格在98欧元和211欧元之间。 (本文转自3D打印网)

2019-01-11 17:54:25

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谁的工作不委屈?角色模型师深谈转行见解

当3D打印遇到游戏,碰撞出的火花就是各种3D打印角色模型、游戏道具等周边产品。在过去一年,有很多创客打造的3D打印游戏周边产品都令人印象深刻,不少3D打印企业也开始涉足游戏产业,与游戏开发商合作推出3D打印产品。 据了解,这两年中国的游戏产业发展也很快,从事游戏角色模型设计师的朋友也越来越多。经常听到身边有人问,3D打印游戏产品在国外那么火,国内是不是也应该趁早抓住这个机遇呢?近日,一位来自百度贴吧的网友现身说法,和大家分享了关于游戏行业人员进入3D打印圈的经验之谈,希望能带给大家一些启示。下面是该网友分享,有部分改动。 “我是角色模型师,从事游戏美术行业有7年了。关于目前很火的3D打印概念,作为观望者,我的建议是:非专业人事不要入深坑,DIV玩玩就好。我师傅资历比我深很多,目前开了一家3D打印公司,据我所知,师傅所做的3D模型和3D打印样品主要都是一些授权模型,他是雕塑系资深模型师,有人脉有关系,又不缺钱,所以能找到这些资源。而我的资历尚浅,目前还不敢轻举妄动。即使有技术,如果没有人脉,没有单子,这项事业是做不起来的。 仅仅是模型制作就需要很长时间去学,虽然网上有很多开源设计可以下载,但那属于公共资源,做出来的东西并不具备竞争力。一旦开始,你先要会制作模型,然后学习绑骨骼摆姿势,再打印。除此之外,还要掌握复杂的相关软件,比如MAYA或者MAX,你需要在上面建立基础模型再雕刻,而并不是直接雕刻。如果现在真可以实现盈利,我相信中国很多专业模型师会加入,到那时如果没有专业技术,就不存在所谓的市场竞争力。 还有一个重要的问题就是版权,3D打印一个钢铁侠自己玩是可以的,但在国外一旦将其作为商品售卖就属于违法行为。国内没有版权,意味着你个人自主生产的东西一旦成功,立马就会有人模仿山寨。 目前而言,真正的技术还是在国外,而且他们不会共享核心技术,国内和国外的差距不是一点点。最简单的一点,电脑编程都是英文,我们在这方面很难超越。所以现在自己玩玩做小东西怡情还可以,要实现大规模商业化则需要上百万美金的机器。最后我想强调的是没有核心技术(模型制作英文过关经常看国外关于这方面的杂志),最好不要玩的很大要不然会非常惨!非常惨!” 看到最后,不知对大家是否有帮助。如果你对3D打印感兴趣,不妨在业余时间多关注一下这方面的知识。俗话说技多不压身,更何况,虽然目前国内的3D打印技术与国外相比确实差距不小,但是其进步还是看得见的,国际上也公认中国的3D打印市场前景非常不错。所以,如果确实有意,大家可以按兵不动,默默充实自己,待到时机成熟之时,一举拿下。 (本文转自3D打印网)

2019-01-11 17:53:52

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