增材制造3D打印未来

3D(three-dimensional)打印是最近媒体对增材制造技术的"俗称".增材制造(Additive Manufacturing,AM)技术是依据三维CAD设计数据,采用离散材料(液体、粉末、丝、片、板、块等)逐层累加原理制造实体零件的技术.相对于传统的材料去除(如切削等)技术,增材制造是一种"自下而上"材料累加的制造工艺.从20世纪80年代增材制造技术开始逐步发展.     

开疆拓土 3D打印闯进医学新领域

正3D打印技术日益成熟,在与人类健康息息相关的医学领域,它又能迸发出怎样的火花?要问近几年最热门的科技词汇,"3D打印"应当是众人首选。小到模型玩具,大到汽车、飞机零件,好像只要提供足够的材料,几乎所有的东西都能被"打印"出来。其实,3D打印技术也是当前医学界密切注视的新科技,除了可用于打印治疗工具外,"打印人体"也早已不再是科幻电影中的桥段。其中,打印骨骼既是目前该技术在医学界应用的起点,也是发展最快的应用。     

3D打印：尖端制造业新宠

为何尖端制造需要3D打印 虽然我们日常生活中还很少见到3D打印机，但是它在尖端制造领域的应用已经十分广泛了。为什么尖端制造需要3D打印技术？这是因为3D打印不走样。研究人员怎么设计的，3D打印机就怎么打印，毫厘不差。因此，航空航天业中一些精密度要求高、结构复杂且需求量少的零配件，就会用到3D打印技术。     

基于单平板电极电场驱动喷射沉积微纳3D打印

现有微纳3D打印在实现多材料、宏/微跨尺度等方面面临诸多挑战性难题.本文提出了一种基于单平板电极电场驱动喷射沉积微纳3D打印新工艺,它不再将打印喷嘴作为电极,只需平板电极与高压电源正极(或负极)连接.通过理论分析和数值模拟,揭示了其成形机理;通过系统实验研究,验证了喷嘴(导电和非导电)、基材(导电和非导电)、打印材料(导电和非导电)任意组合稳定打印的有效性;进一步通过3个典型实验案例:线宽1.139μm的高宽比46.8:1微"墙"结构、高性能透明电极、精准可控的三维生物支架,证明了该方法在高分辨率、多材料和宏/微跨尺度打印方面独特的技术优势.该方法为微纳3D打印提供了一种低成本、高普适性的全新解决方案.     

半透明3D小提琴,你没见过的绝美艺术

正房子、衣服、器官、汽车都可以用3D打印机打印出来。但是,你能想象3D打印技术已经"蔓延"到了音乐界吗?近日,法国音乐家兼工程师卢卡·本尼设计打造了全世界第一把3D打印的小提琴。与传统小提琴不同,此款小提琴的透明琴身展现了3D制造的另类美感。在制作上,小提琴采用UV光敏液化树脂,利用光固化技术,3D打造出高精细度的造型。接着,打磨掉多余的支撑结构,完成固化处理,再将琴弦和弦轴完全精确和小心地安装在乐器上,一把拥有独特新音色的透明3D打印小提琴就这样完成了。     

三维细微观结构的折叠和组装方法

近年来,尺度介于几十纳米到几百微米之间的三维(3D)细微观结构受到研究人员越来越多的关注.其原因在于,通过在先进材料中形成具有特定几何拓扑的三维细微构造,可以使得宏观材料在声、光、热、力、电学等方面表现出新的特性.这种具备天然材料中不存在的超常物理特性的材料也被称为"超材料".由于超材料在各类微系统技术中的巨大应用前景,三维细微观结构的设计与制备方法日益成为国内外的研究热点.目前除了3D打印这类较成熟的增材制造方法之外,应力控制的折叠方法和力学引导的组装方法也相继被提出,并因其在材料类型、几何拓扑、尺度范围等方面的优势,亦逐渐成为研究焦点.本文综述了这两类方法的最新进展,并对其设计原理、成形过程以及相关的理论和应用进行分析和总结.     

3D打印全靠有米下锅

只要使用与模型相同的材质,就能打印出和模型几乎一模一样的东西,这就是3D打印的神奇之处。你使用面粉做材料,打印的面包就是可以吃的;但是若用塑料、石膏等材料打印,那么出来的只能是面包的模型。可见,3D打印技术本身并不复杂,使用的耗材才是一个关键。     

基于3D打印技术的岩体复杂结构与应力场的可视化方法

准确表征与直观显示岩体复杂的内部结构与应力场是解决诸多地下工程问题的基础和关键.本文运用CT成像、三维重构和3D打印技术制备了包含复杂裂隙的天然煤岩模型,借助三维应力冻结和光弹技术,直观定量地显示了单轴压缩载荷作用下复杂裂隙煤岩内部的应力场分布特征.研究表明:通过3D打印技术制备的煤岩模型具有与天然煤岩一致的裂隙结构特征;3D模型的单轴抗压强度、弹性模量和泊松比等力学性能指标接近于天然裂隙煤岩;在不连续裂隙周边的高应力分布区域以及应力级差等方面,3D模型的实验结果与数值模拟结果具有较好的一致性;该方法能够直观定量地显示不连续不规则裂隙对煤岩的强度、变形以及应力集中区的影响.3D模型打印与应力冻结技术相结合为实现地下岩体内部复杂结构与三维应力场分布的定量表征与可视化,以及印证数值模拟结果提供了新途径.     

新型复合材料加速受损骨骼恢复

<正>近日,俄罗斯的科研人员使用3D打印技术制造出一种植入物,在其表面涂覆一层生物活性涂层,可使受损骨骼的恢复速度提高一倍,显著节省了治疗时间和资源。目前,修复医学的成功与模仿活体组织的复合生物材料植入物有很大关系。复合材料由具有不同化学和机械特性的元素组成,与均质结构的单相材料不同,可以更准确地再现受损身体组织的功能。使用3D打印技术制造植入物方便且高效。然而,将复合涂层应用于此类植入物的技术还处于前期发展阶段。     

神奇的3D打印术

3D打印新技术 我们的生活用品都是用机器制造的,从原材料到产品成型,要经过一道道工序,要制造出一架飞机就更复杂了.但这架小飞机是用激光烧结打印机,通过层层打印的方式,造出塑料或金属结构,用“卡扣固定”技术连接,整架飞机在几分钟内完成组装,不要任何工具. 自电脑问世后,984年,惠普公司的工程师发明了喷墨打印机,这种让设计与印刷融为一体的技术,给人们的工作和生活带来了方便.2010年,一位名叫恩里科·迪尼的发明家设计出了神奇的3D(三维)打印机.     

进军太空 后继有人

<正>印度高中生设计全球最轻卫星2017年6月21日,在震耳欲聋的轰鸣声中,"卡拉姆号"和其他参与实验的卫星从美国宇航局(NASA)位于弗吉尼亚州瓦勒普斯岛发射升空。该卫星的主要目的是展示碳纤维3D打印技术的表现,检测3D打印的轻质外壳的持久性,证明碳纤维材料能否适应卫星发射和收回进程中的恶劣环境。一旦通过测验,这无疑将变成3D打印技术的一个新的里程碑。"卡拉姆号"卫星在发射后将进入亚轨道飞行,整个任务时长4小时。在这段时间内,卫星将在     

3D打印机生产实验器皿——“智能”容器可以驱动化学反应

为了满足不同的需要,利用3D打印机和浴室中常用的硅树脂密封胶,研究人员开发出一种控制化学反应的全新方法——打印出反应容器,使之成为试验本身的组成部分,并开启了一扇通往制造新一代个性试件的大门。由英国格拉斯哥大学化学家勒罗伊·克罗宁(Leroy Cronin)主持的上述试验,通过3D打印技术和计算机辅助过程,一层一层地建立起固态物件,靠快速凝固的浴室密封胶打印出各式各样的反应容器。这种用缀合催化剂"墨水"打印的容器能让     

培养太空探索接班人

正在宇宙空间制造人造物体,一直是科幻小说的重要情节之一。相信《星际迷航》(Star Trek)的影迷们对于这一桥段一定不会陌生——飞船上的3D打印机直接打印出了一杯香浓的摩卡咖啡。如今,在美国宇航局(NASA)的主导下,在宇宙空间运用3D打印技术终于成为了现实。太空3D打印梦想成真2014年11月17日,NASA在国际     

盘点东京奥运会上用回收材料做的设计

正2021年举办的东京奥运会贯彻3R(Reduce、Reuse、Recycle,即减量、重用、回收)的原则,能省就省是这一届奥运会最大的特点。下面我们就来盘点一下这届东京奥运会上用回收材料做的设计。——回收塑料垃圾+3D打印设计出颁奖台东京奥运会的颁奖台使用了日本传统蓝染的蓝色,侧面配有与奥运会会徽相同的立体"组市松纹"。制造材料是日常生活中的洗涤剂瓶和海洋塑胶垃圾等,既省钱又环保。     

生物研究中高仿真微生态环境的建立

随着当今生物和医学复杂问题的深入研究,迫切需要体外可模仿生物体(如人体)内部的三维微环境的实验工具,而传统的软刻蚀和微加工工艺已难以满足需求.因此结合生物兼容性材料的三维打印技术,是未来体外构建个体化的生物实验装置的大趋势.本文系统性地介绍了3-D打印技术的背景.因为三维生物结构构建的特殊性,生物3-D打印在材料和技术层面都面临着新的挑战.通过对近几年相关领域发展的回顾,我们提出了一种高仿真微生态环境构建和监测一体化系统的方案,为三维生物体系的研究提供了新的思路.     

3D打印挑战你的想象力极限

家里来客人了，发现缺一把椅子，通过3D打印机随手打印一把。突然发现自己该换一把牙刷了，10分钟后一把牙刷就在3D打印机中出现了。听起来像是在做梦吧？随着3D打印机的出现，我们的这种梦想将逐步变为现实，而且在未来，人人都可以是设计师，利用3D打印技术在家里制造出各种各样属于我们自己的个性化用品。     

“打印”新耳朵和新皮肤

三维打印革命的下一步将迈向身体器官．包括软骨、骨头甚至皮肤。 三维打印技术用到的设备与计算机打印机并无不同．通过将材料先逐行铺开后逐层垂直铺展的方式来打印实体。     

24小时“打印”230平米楼房

<正>综合国外消息报道,由美国航天局与南加州大学合作研发的"轮廓工艺"3D打印技术,24小时可以打印出约230平方米的两层楼房架构。其操作过程为:按照设计图的预先设计,3D打印机喷嘴喷出高密度、高性能混凝土,逐层打印出墙壁和隔间,然后由机器人完成诸如铺设地板、水管、电线,甚至上漆等活,全程由电脑程序操控。     

被材料“绑架”的神笔马良

<正>或许3D打印机这个奇怪的机器你见所未见,也从未了解过3D打印技术的概念,但你可能会记得一些电影中的场景:在《星际迷航》中,主人公对一台机器发出"水"的口令,一杯水就出现了;《云图》中,丰富的食物被机器"打印"出来;《第五元素》中,由一台机器"打印"出女主角的骨骼、肌肉和皮肤。3D打印机就这样披着魔法世界中     

30打印机种类

3D打印机是如何工作的 在操作上．3D打印机与普通打印机打印一份文件并无二致：点击电脑屏幕上的打印按钮．数字文档就会被输送到喷墨打印机那里．打印机在一张纸的表面留下一层油墨．从而创造出一个二维图像。然而。在3D打印机的打印过程中．通过一台计算机的辅助设计。3D打印软件把图像分解为一系列数字切片．并把描述这些数字切片的信息输送到3D打印机中．打印机便连续不断地增加薄层。直到一个坚固的物体出现为止。两种打印机最大的区别是,3D打印机所使用的“墨水”是一种材料。