科技前沿|2016年全球（qiú）3D打印十大創新技術一覽
點（diǎn）擊量：612 發布時（shí）間：2017-01-17 作者：快猫视频APP下载安装（上海）增材製造技術（shù）有（yǒu）限公司
科技前沿|2016年全球3D打印十大（dà）創新技術一覽（lǎn）
2017年想必將會是3D打印發（fā）展關鍵年，而回顧2016年，各國技術突破方麵又有什麽樣的進展來迎接2017年的市場機遇呢？
在此，特選出3D打印領域（yù）2016年國內外（wài）的創新技術進行回顧盤點，也希望在2017年，有更多的科研力量（liàng）投入到3D打印領域的創（chuàng）新中，取得更多更大的科技進展。
3D打印國際十大創新
1.瑞士科學家3D打印金銀納米牆可製造更（gèng）高性能（néng）觸摸屏
觸摸屏是我們（men）的生（shēng）活中不可缺少的一種產品，而觸摸屏技術是依靠噴塗在設備表麵的微型導電電極實現的。這種肉眼幾乎看不到的電極是由導電材料（liào）製成的納米牆（qiáng）組成的，而目前最常用的材料（liào）是氧化銦錫。它的透明度很高，但導電性較差。
蘇黎世（shì）聯邦理工大（dà）學(ETH)采用“納米液滴”3D打（dǎ）印來進行創新製造，這種方法能夠以金、銀納米顆粒為原料3D打印出超薄的“納米牆”，從而製造出從未（wèi）有過的透明導電電極，最終創造出畫麵質量更好、響應更精準的（de）觸摸屏。
目前，研究者們已經利用該技術成功3D打印出了（le）厚度在（zài）80-500納（nà）米之間的超薄電極層。
2.從樹脂到（dào）陶瓷，加州高溫陶（táo）瓷3D打印技術
位於加利福尼亞州Malibu的HRL 實驗室發明了可兼容與光固化/3D打印的樹脂配方，由矽、氮和氧組成，在一台3D打印機內用一束紫外線照射這（zhè）種樹脂，會使其變硬，生成致密的陶瓷部件。
這是一個驚（jīng）人的突破，因（yīn）為它（tā）使能夠產生任意多（duō）邊形陶瓷部件，強大且無溫度彈性，陶瓷表麵（miàn）無任何加（jiā）工（gōng），不（bú）需鑄造或嵌塞，這種密度泡沫陶（táo）瓷（cí）可以（yǐ）在推進零部件、熱防護係統、多孔燃燒器、微機電係統和電子設（shè）備獲得應用。
3.麻省理工（gōng）製（zhì）作激光雷達芯片 3D掃（sǎo）描曆史將徹（chè）底（dǐ）改寫
當前市場上大多數激光雷達係統（包括自動駕駛汽車上所安（ān）裝的雷達係統）使用的是離散自由空間光學元件，包括（kuò）激光器、鏡頭和（hé）外部（bù）接收（shōu）器。在這些硬件（jiàn）組合中，激（jī）光在震蕩的同時旋轉，這使得其掃描範圍和複雜程度受到（dào）限製。並且成本從1000美元到70000美元（yuán）不等。
來自麻省理工學院的研究（jiū）人員正在300毫米的晶圓上生產（chǎn）激光雷達芯片，且其成本不到10美元。最重要的是，在這個設備中的（de）非機械光束轉向比目前所實現的機械（xiè）激光雷達係統的速度快（kuài）1000倍。
4.麻省理工博士3D打印Cilllia毛發，將對智能設計產生巨大影響
這次麻（má）省理工發明的（de）是像神經一樣敏（mǐn）感的（de）Cilllia毛發設計平台，靈感來自於自然界動物以及人類的毛發。
Cilllia毛發是通過光敏（mǐn）樹脂固（gù）化（huà）的技術打（dǎ）印出來的，通過將3D打印的精度控製到極其細微的程度，將這些毛發獲得微觀結構的“可編程”，這樣毛發就展現了像具（jù）有神經一樣的對壓力和對聲音的敏（mǐn）感度，並（bìng）伴（bàn）隨著外界的刺激（jī）發生彎曲改變。
5.像“生長”出來的3D打印軍用無人機
英國（guó）的格拉斯（sī）哥大學及防務公司BAE Systems的（de）研發團隊共同研發合作的3D打印軍用（yòng）無人機Chemputer計劃，這款3D打印機可以在短短幾（jǐ）天之（zhī）內從無到有“生長”出高度先進（jìn）的定製化無人機。
其實這是一款能夠在分（fèn）子水平上（shàng）進行構建的3D打印機，能夠“生長”出從機翼到電子係統在內的所有部件。Chemputer打印無人機的設想是功能性強，飛行速度（dù）快，超高高度（dù）以及快速反應，目的是要克（kè）服今天的軍事環（huán）境的生產限製。
6.3D打印製（zhì）備離子交換膜的技術
美國賓（bīn）西法利亞州立大學的研究人員利用（yòng）光固化和三維打印技術來製備微紋理的陰離子交換膜，此技術可以靈活而快速（sù）的在（zài）離子交換膜（mó）表（biǎo）麵打印各種3D圖（tú）案，以提高性能。
這種3D打印技術與當前常（cháng）見的SLA（光固化（huà））3D打印技術（shù）類似，打印材料是可光固化的離子聚合物混合物，當該混合物暴露在一台光投影儀之下的時候，3D打印機將設計好的圖案投射並（bìng）選擇性地固化在其表（biǎo）麵上。表麵（miàn）圖案能夠增加膜的電導率多達1—3個數量級（factor）。
7. 迪士尼近瞬時樹脂打（dǎ）印技術
迪士尼申請（qǐng）了名為‘Near Instantaneous Object Printing Using a Photo-Curing Liquid’(液體光敏樹（shù）脂的近瞬時打印技術)。
迪（dí）士尼的（de）3D打印技術繞過層（céng）層掃描固化的生產方法，而是通過一個或更多的光源將三維模型“注入”液態（tài）樹脂內（nèi）。幾乎在瞬時間，三維模型就被固化出來，而以（yǐ）往層層生產這樣的產品需要幾個小時，現在變為幾分鍾。
8. 用於非常複雜部件打印的德國Fraunhofer多材料打印技術
德國Fraunhofer研究所和IKTS 係統研究（jiū）所研發了一項3D打印新技（jì）術，不僅可以打印骨科植（zhí）入物、假牙、手術工具等醫療產（chǎn）品，還可以（yǐ）打印微反應器這樣非常複雜、微小部件。
Fraunhofer研究所（suǒ）研發的這項3D打印技術可打印的材料是陶瓷或金（jīn）屬粉末懸浮液。陶瓷或（huò）金屬粉末被混合在一種低熔點的熱塑性粘合劑中，熱塑性粘合劑在80攝氏度時就（jiù）會融（róng）化（huà）成為液體。在打（dǎ）印過程中，打印機的電性溫度熔化了（le）粘（zhān）合（hé）劑，並混（hún）合著陶瓷或金屬粉（fěn）末材料以液滴的（de）形式被沉積下來。沉積後液滴迅（xùn）速冷卻變硬，三維對象就這樣被點對點逐（zhú）漸打印出來。
9.波音懸浮式3D打印技術
波音公司開發出一種懸浮式3D打印技術，在沒有任何實體（tǐ）打印平台的情況下（xià），實現360度無（wú）死角操（cāo）作，並成功獲批專（zhuān）利。
該（gāi）技術（shù）的優（yōu）勢在於：完全突破對形狀的限製，實（shí）現更加複雜零部件的整體3D打印。而且，該技術采用多個3D打印機（jī）同時在不同方向一起工作，可打印出各種功能產品，並（bìng）顯著提高打印速度。打印出的（de）材料具有抗磁性，經過超級冷（lěng）卻之後能變成超導體。
10.哈佛大學3D打印帶血管的人工組織
哈佛大學獲得最新的突（tū）破，可以打印出維持生物（wù）學功能的並可以存活超過六個星期的組織。
研究人員將包含細胞外基質的墨水填充進模具。最終培養出內部（bù）充滿毛細血管的人工組織。研究人員通過矽膠（jiāo）模具兩（liǎng）端的（de）出（chū）入口向該（gāi）組織輸入營養物質，以保證細胞存活。人工血管將通過將細胞生長因子運送至（zhì）整個人工組織，促進幹（gàn）細胞的定向分化，從而形成更厚的組織。
國內3D打印創新技術
西安交通大學
西安交（jiāo）通大學-結構（gòu）電子產品（pǐn）三維空間的任意排布
結構電子是指電路與電子元（yuán）件按照一定的三（sān）維空間（jiān）布局，附著或鑲嵌於基體結構上，形成的三維（wéi）電氣結構。由於（yú）電氣部分具有三維空間布局，電子產品的空間利用率（lǜ）得到提升，體積得（dé）到減小。
西安交通大學通過一種導線與基體同步打（dǎ）印的3D打印技術實現了結構電子產品三維空間（jiān）的任意排布，所使用（yòng）的導線打印材料可以有三種不同形（xíng）態，包括銅錫合金、銀錫合金、錫鉛合（hé）金這樣的低熔點金屬絲（sī），納米銀離子凝膠溶液、導（dǎo）電（diàn）高分子水凝膠的導電墨水，以及鋁粉、銅粉（fěn）等金屬粉末。基體的3D打印材料則為ABS、PLA、PEEK絕緣性（xìng）高分子絲材。
西安交通大學-采用多束（shù）激（jī）光輔助控溫3D打印定向晶（jīng）零件
在金屬打印時，由於存（cún）在較大（dà）的溫度梯度，金屬難以持續穩定地生長，難（nán）以（yǐ）獲得品相良好的（de）柱晶或單晶組織，因而得到的零部件的性能和特性受到極大的影響。
西安交通（tōng）大學克服現有技術中存在的問題，提供一種采用多束激光輔助（zhù）控溫3D打印定向晶零（líng）件的裝置及方法，通過增加輔助控（kòng）溫光源，利（lì）於零件的金屬晶體定向生長，能夠得（dé）到連續的柱晶或單晶組（zǔ）織。
南京航空（kōng）航天大學（xué）
南京航空航天大（dà）學-鋁（lǚ）基納米複合材料
為了解決（jué）現有的鋁基複合材料在（zài）成形加工過程存在的幾個問題，南京航空航天大學（xué）提供一種基於SLM成形的（de）鋁基納（nà）米複合（hé）材料。
此材料可以有效的解決（jué）鋁基納米複（fù）合材料在激光增材過程中工藝性能與力學性能不匹配、增強顆粒（lì）分布不均勻（yún）以及陶瓷相與基材相之間潤濕性較差的問題，使得所獲得的產品具備良好的界麵結（jié）合以及優異（yì）的力學性能。
南京航空航天（tiān）大學-3D打印技術（shù）製造馬氏體模具鋼
目前，國產模具鋼（gāng）還不能全部滿足國內模具行業的需求，每年（nián）約有25%的模具需從國外進（jìn）口。
為解決現有製模技術中的工序複雜、成本高以及報廢率大等（děng）問題。南京航空航天大學通過調整激光（guāng）加工過程（chéng）工藝參數，改善成形模具晶粒粗大（dà）問題，從而改善其機械性能。利（lì）用Mn、Ni、Cr等合金元素穩定過冷奧氏體，在（zài）激光加工（gōng）極大的冷卻速度下得到組織均勻的馬氏體，從而省去了後續（xù）的“淬火”過程，激光（guāng）加工完畢後，成形模具被傳送（sòng）裝置送入（rù）真（zhēn）空熱處理室完成回火過程以釋（shì）放其內應（yīng）力，從而得到具有均勻、細小的回火馬氏體組織的成形模具。
浙江大學
浙江大學-基於三維打印的無泵驅動微流控芯片
微流控芯片又被稱為芯片實驗（yàn）室，是一種在微米尺度上對（duì）流（liú）體進行操（cāo）控的技術。該技術將化學和生物實驗（yàn）室的基本功能（néng）微（wēi）縮到了一個隻有（yǒu）幾（jǐ）平方厘米大小的芯片之上。
浙江大學利用FDM三維打印技術製作基底，采用鋪粉的方式（shì），來製得微（wēi）流（liú）控芯片。這項技術可以應（yīng）用在各種臨床檢測，具有可重複利用、無泵驅動（dòng）、流動速度可調、流道分辨（biàn）率（lǜ）高、成本低等優點，並且（qiě）加工（gōng）過（guò）程簡便快捷，生產效（xiào）率高，易於工業化大規模生產。
華中科技大學
華中科技大學-具（jù）有鍛件性（xìng）能的金屬零件3D打印
華中科技大學（xué）數字裝備與技術國家重點實驗（yàn）室張海鷗教授主導研發的金屬3D打印新技（jì）術“智能微鑄鍛（duàn）”，不僅能打印薄壁金屬零件，而且能打（dǎ）印出（chū）大壁厚差的金屬零件，省（shěng）去了傳統鍛壓機的（de）成本，通過計算機直接控製成形路徑，降（jiàng）低了設（shè）備投資和（hé）原材料成本。
目前，由“智能微鑄鍛”打印出的高性（xìng）能金屬鍛件（jiàn），已達（dá）到2.2米長約260公斤。現有設備已打印飛機用鈦合金、海洋深潛器、核（hé）電用鋼等八種金屬材料，有望改變國際上由西方國家領導的金屬（shǔ）絲3D打印格局。
藍光英諾（nuò）
藍光英諾-3D生物打印技術促進人（rén）工血管內皮化
藍光英諾向全球發布了由其團隊承擔的3D生物打印促進人工（gōng）血管（guǎn）內皮（pí）化的研發項（xiàng）目取得的重大突破：
全（quán）球首創依托幹細胞生物墨（mò）汁（zhī）技術構建的3D生物打印血管成功植入恒河猴體（tǐ）內，實現血管再生。這標誌著在世界範（fàn）圍內（nèi）3D生（shēng）物打印技術在臨床應用的開啟，同時將引領幹（gàn）細胞製造組織、修複器官的再生醫學新時（shí）代。
廣州邁普再生（shēng）醫學
廣州邁普再生醫學-具有4D效應的脊柱側（cè）凸（tū）內固定（dìng）矯正裝置
脊柱側彎疾病有個特點，每個病人的脊柱變形都不盡相同，側（cè）凸（tū）角度、旋（xuán）轉角度、脊椎骨形態、側凸位置及對周邊影響、脊柱旁軟組織結（jié）構都不盡相同，臨床醫生有個性化器械的需求。
4D效應就是3D打印材料自動（dòng）變成（chéng）為預設的（de）模型，廣州邁普（pǔ）再生（shēng）醫學通過3D打印激光燒結打印技術製備鎳鈦基記（jì）憶合金（jīn）材料骨架，在得到的鎳鈦基記憶合（hé）金材料骨架上（shàng）沉積熱塑性材料從而製備熱塑性材（cái）料外（wài）殼或（huò）者單獨製備熱塑（sù）性材料（liào）外殼再將鎳鈦基記憶合金材料骨架與熱塑（sù）性材料外殼（ké）組合，其中所述鎳鈦基記憶合金材料骨（gǔ）架的定位孔與（yǔ）所述熱塑性材料外殼的定位銷進（jìn）行配合，從而得到功能單元。
鉑力特
鉑力特的光柵-鎢
眾所周知（zhī），稀有金（jīn）屬是國家的重要戰略資源，而鎢材料是典（diǎn）型（xíng）的稀有金屬，具有（yǒu）極為重要的用途。但 鎢材料的硬度高，脆性（xìng）大，導電性差，機加工困難，采用傳統的（de）減材製造工藝難以成形形狀複雜的零件（jiàn）。
鉑力特（tè）經過多次研究試驗，研製出專門針對難熔金屬和高導熱高反射金（jīn）屬（shǔ）的專（zhuān）用3D打印裝（zhuāng）備BLT-S300T，有效地解決了以上問題，打印出（chū）了鎢合金零件，並且工藝參數穩定，成形良好。該零件整體采用薄壁結構，最小壁厚僅0.1mm。
鉑力特的複雜流（liú）道的尾噴管-銅
銅材料在航空航天、電子產品應用領域具有重大價值，銅但材料屬於高導熱、高反射金屬，在激光熔化（huà）（SLM）過程吸收率低，因此成形效（xiào）率低、冶金質量難控製。
鉑力特通過大量的試驗（yàn），研製出專門針對難熔金屬和高導熱（rè）、高反射（shè）金屬的專用3D打印設備BLT-S300T，成功製備（bèi）出銅材料零件（jiàn）——銅合金尾噴管。
該零件的內外壁之間設計了50條隨形冷卻流道，增（zēng）大冷卻接觸表麵積，降低溫度達到快速冷卻的效果，有效提高了零件的工（gōng）作（zuò）溫度。該零件是國內（nèi）首件大尺寸選區激光熔化銅合金尾噴管，突破了（le）銅材料的（de）激光成形技（jì）術，實（shí）現了（le）複雜流道的銅材料製造工藝。
