3D打印技术:技术革命、社会影响与认知冲击

3D打印技术作为增材制造领域的一种集成性高新技术,其技术应用正在向社会的诸多领域渗透。无论是在深度还是在广度上,3D打印技术都对人类社会产生了巨大影响和冲击。其"信息+材料=产品"的新型生产模式,使个性化、社会化生产成为可能,新材料与网络信息技术的融合,将使其不受时空限制而生产出新的产品。3D打印技术对于传统制造方式的颠覆、对社会带来的影响以及对于人类思维与认知方式的冲击,必须引起我们足够的关注。     

植入式人工肝组织喷射成形制造技术

三维（3D）打印是当今科研界乃至商业界的一大热点，被认为是第三次工业革命或制造业的新突破点。人体器官打印已被当作概念股炒作上市，吸引了无数人的注意。但器官3D打印还处于刚刚起步阶段，尤其是复杂器官打印面临着巨大的困难和挑战，其中最主要的就是分支血管和神经系统的快速构建。清华大学机械系王小红老师负责的团队，2004年由“生物制造中心”更名为“器官制造中心”，在“植入式人工肝组织喷射成形制造技术”方面取得了一系列创新性成果，发表了Science Citation Index （SCI）收录的研究论文五十多篇。     

纳米绿色印刷图案化技术研究进展

微纳制造技术是从纳米材料制备到器件应用的核心技术。面向微纳器件制造和系统集成,发展不同于传统微纳加工技术的低成本、高精度、绿色环保的纳米结构制造技术,是未来新型纳米结构器件的重要发展方向。绿色印刷技术作为增材制造方式,能耗少、材料普适性高,可望对新型纳米结构器件制造技术产生变革性影响。本文简要介绍了国家重点研发计划"绿色印刷制造技术与纳米结构器件系统集成应用"项目及其研究进展。     

四维打印

正在三维打印方兴未艾之际,"4D打印"概念已悄然跃入人们的视野。沿袭三维打印的命名方式,"4D打印"(four dimensional printing)应称为"四维打印"。四维打印是在三维打印的基础上增加了第四个维度——时间,通过软件设定模型和时间,让产品在相应的时间或随着环境的变化而自动变形成相应的形状。近日,麻省理工学院的一个科学家团队借助于3D打印技术,在打印之后对原有物体进行转化,生成了一种强度比钢强10倍而密度只有钢的1/20的新型轻质材料,让4D打印成为打印历史上又一里程碑。4D打印技术除了拥有3D     

四维打印技术概述

四维打印技术是在三维打印技术的基础上增加一维时间元素,人们可以通过软件设定模型和时间,变形材料会在设定的时间内折叠为所需的形状。相对于三维打印技术,四维打印技术更加“智能”,物料可自行组装,具有经济、高效、直接的优点。文章对这项新技术的相关名词、技术要点以及应用前景进行了简要介绍。     

四维打印技术概述

四维打印技术是在三维打印技术的基础上增加一维时间元素,人们可以通过软件设定模型和时间,变形材料会在设定的时间内折叠为所需的形状。相对于三维打印技术,四维打印技术更加"智能",物料可自行组装,具有经济、高效、直接的优点。文章对这项新技术的相关名词、技术要点以及应用前景进行了简要介绍。     

世界首辆3D打印赛车完成测试

比利时的16名工程师利用3D打印机制造了一辆全尺寸赛车——"阿里翁",时速从零提升至每小时96公里时只需短短4秒钟,最高时速可达到141公里。不久前,这辆3D打印赛车在德国的霍根海姆赛道成功完成测试。来自比利时鲁汶工程联合大学的16名工程师用了3周时间设计和打印"阿里翁"。"阿里翁"这个名字来源于希腊神话中的神马。他们使用的3D打印机由比利时3D打印公司Materialise制造的"猛犸",这台"猛犸"3D打印机     

飞机钛合金大型构件激光成形工艺与装备

钛合金等高性能难加工金属大型复杂整体关键构件的制造能力,是航空、航天、船舶、兵器、战略核武器、电力、能源等重大装备制造业的基础和核心关键技术,成为衡量一个国家工业综合实力和水平高低的重要标志之一,也是长期制约我国新型战机、大型飞机、高推重比航空发动机、重型燃汽轮机、重型运载火箭、百万千瓦核电机组等重大装备研制和生产的制造技术“瓶颈”之一。高性能金属零件激光成形技术,以金属粉末为原料,通过激光熔化/快速凝固逐层沉积“生长制造”,由零件CAD模型一步完成全致密、高性能整体金属零件的“近净成形”,是一种“变革性”的高性能、短周期、低成本、数字化、“高性能材料制备和大型构件近净成形制造”一体化的先进制造技术,代表着重大装备钛合金等高性能难加工金属大型关键构件先进制造技术的发展方向,是增材制造技术国际战略竞争的制高点。     

ANSYS在数字地球中应用

数字地球的一个分支三维可视化与构造应力场分析关系密切,本文通过结合国内外三维可视化技术的最新进展,综合了广义三棱柱体元、不规则三角形面元的优势,形成了一套三维建模的开发模式.应用方面利用ANSYS软件强大的建模和分析功能,进行了三维可视化和应力场分析,在国内外建模和应力场分析方面取得了一定进展.     

生物打印我们能在太空制造器官吗

你知道吗?3D打印人体器官的最佳地点其实是在太空.2019年,科学家为国际空间站开发了一台“3D生物制造设备”(3D BioFabrication Facility, 简称BFF).这是世界上第一台能够在太空中制造人体组织的3D打印机,于2019年7月搭载SpaceX公司的货运飞船到达国际空间站.在无重力条件下打印人体组织听起来很酷,但科学家们为什么会做这样的尝试呢?     

国之重器,十载砥砺——重型燃气轮机制造基础研究进展

燃气轮机被誉为制造业王冠上的明珠,是关乎国防安全、能源安全和保持工业竞争力的战略产业,是一个国家科技和工业整体实力的重要标志之一。燃气轮机制造装备水平的提升依赖于基础研究的重大突破。自国家重点基础研究发展计划(973计划)实施以来,共支持了两项重型燃气轮机制造基础研究项目。2006年,西安交通大学王铁军教授作为项目首席科学家主持了我国重型燃气轮机制造基础研究的第一个国家973计划项目,2011年项目结题验收为优秀。2012年,项目得到了国家973计划的持续支持。这2个国家973计划项目实施10年来,通过与东方电气集团东方汽轮机有限公司等单位协同创新,将基础理论研究融入企业实践,在高温透平叶片的传热与冷却技术、热障涂层强度理论与检测技术、高温透平叶片增材制造技术、高温透平叶片精密加工与检测技术、热力透平密封技术、轴承转子系统动力学等方面取得了重要进展,初步形成了重型燃气轮机高温叶片自主制造与实验验证能力,包括冷却设计、定向晶成形、涂层制备到试验验证,初步形成了F级重型燃气轮机转子设计、制造与验证能力,支撑了东方电气集团的重型燃气轮机研发,培养了人才,为我国重型燃气轮机自主研发打下了坚实的基础,相关成果及研究队伍可进一步服务于航空发动机和燃气轮机重大专项及企业实践。本文就该项目的研究概况与主要进展进行深入浅出的论述,并对后续研究提出展望。     

科技新词,就在你身边--从首批科学技术新词发布试用说起

日前,全国科学技术名词审定委员会发布试用了204条科技新词,我们惊喜地发现,很多新词原来就在我们身边,离我们并不遥远。比如“大数据”“云计算”“物联网”“三维打印”“细颗粒物”（ PM2.5）。     

使物体自我调整的“4D打印”技术

每次加入一片塑料,你就可以用3D打印机制造出想要的东西,但斯凯勒·蒂比茨提出了一个更激动人心的设想:发明一种新的技术,使物体在进行3D打印时,能分解并智能地重新组合成各种新的东西。这项最新技术就是所谓的"4D打印"。斯凯勒·蒂比茨在2013年2月26日加州长滩举行的TED会议上公布了该技术,并用水对一连串可自行折叠的材料进行激活和供能,使其成为想要的形状。这项技术将由麻省理工学院新成立的自组装实验室和Sratasys公司合作开发。蒂比茨是麻省理工学院建筑系的教员,他将主持自组装实验室的开发工作,与此同时他也和欧特克公司合作开发4D打印系统的软件。     

美国科学家3D打印人造耳

美国康奈尔大学和威尔·康奈尔医学院的研究人员合作,利用三维(3D)打印技术和含有牛耳活细胞的凝胶造出一种新型人工耳,无论在外观还是功能上,均可与真耳相媲美。研究人员指出,这种新型生物工程替代耳可作为整形外科手术的一种方案,帮助天生小耳畸形患儿和那些因其他原因失去部分或全部耳郭的人。     

3D技术、3D打印机的中文定名

近年来,3D电影、3D游戏、3D打印等高新技术深刻地改变着人们的生活方式和工作方式。3D技术的概念特指基于计算机及互联网的三维数字化技术。经过数十年的发展,3D技术在成熟度、易用度、经济性等方面都已经取得了巨大的突破,成为促进我国文化创意产业升级和自主创新的推动力。     

泡沫/多孔金属制备技术及其制品

东北大学1996年开始以熔体直接发泡法制备泡沫铝材料。在实验室中,针对铝熔体的增黏理论、熔体搅拌过程中的流变原理、熔体泡沫化行为的产生机制以及气泡的演化规律等理论问题进行了详细的研究。2002～2010年间在多项国家863计划课题支持下,建成了年产5000吨泡沫铝材料的工业示范线,并首次在国内制造出800mm×1900mm×10～400mm大规格泡沫铝板材或块材。产品经国家权威部门检测,性能与日本同类产品相当,达到国际先进水平。在开发泡沫铝材料的同时,东北大学还陆续研制出泡沫镁、多孔铅、多孔钛等轻质材料,并获发明专利2件（ZL 201010252577.3;ZL 201110196683.9）。     

基于VTK的桥梁可视化管理系统研究

在Tcl／TK编程环境下,利用VTK图形函数库,以Access为后台数据库开发了桥梁结构三维可视化管理系统。该系统具有模型可视化、数据录入、信息查询、数据修改和报表打印等功能,为桥梁管理部门提供了先进、科学的现代化管理手段,既能用于铁路工程技术人员的培训,还能为桥梁管理部门起到辅助决策作用,在桥梁的可视化管理方面提供了一种新思路。     

科学家用3D打印迷你肝脏

美国科学家在实验室培育可移植肝脏过程中,取得一项重大突破。他们利用装有细胞的3D打印机打印出迷你肝脏,深0.5毫米,宽4毫米,拥有很多与真实肝脏一样的功能,包括产生负责将激素、盐和药物运送到身体各处的蛋白质。打印3D迷你肝脏这一成就是由加利福尼亚州的生物打印领域先驱Organovo公司取得。打印过程中,3D打印机逐层打印肝脏细胞和血管内壁细胞,一共打印了大约20层。血管内壁细胞负     

打印人体器官获突破

科学家在再生医学领域又取得了开创性进步。他们的重大突破为打印耳朵和鼻子等人体的各个器官)铺平了道路。专家说要培育出整个功能性器官还需一段时间,但生物工程师现在已经可以培育出新血管,然后将其用在患者身上。当前的人耳替代品是用具有类似于泡沫聚苯乙烯兼容性的材料制造出来的。外科医生有时还会用患者肋骨培育耳朵来作为被选的一种。但这种方法既有挑战性,又令患者痛苦不堪。另外,用这种方法制造的耳朵很少看起来自然,而且它们的功能也不完善。而今,在世界各地的实验室里,科学家正为制造人和猪的心脏、肺、肝脏和肾的框架寻找方法,他们的最终目标是为患者提供量身定做的器官替代     

无甲醛胶合板生产技术

无甲醛胶合板是由中国林科院木材工业研究所独立开发的一种新型人造板产品。它是以热塑性高分子薄膜和木材单板为基本原料，以胶合板生产工艺为基础，采用特定的工艺制造出的一种无甲醛的新型复合胶合板材。目前已获得国家专利（专利号：ZL00134681．4）和国家重点新产品证书（编号：20060R432001）。