一、航空航（háng）天領域

 

　　現如（rú）今隨（suí）著科技的發展，3D打印在各個領域扮演著越來越重要的（de）角色，誰也不會想到3D打印技術是未來的一大發展趨勢，很（hěn）多（duō）年前的我們更（gèng）是無法想象。而在剛（gāng）剛過去的2016年中，通過使用3D打印技術的而生的製造品，再次刷（shuā）新了我們的認知（zhī）。在新年伊始之際，不（bú）如讓我們（men）來看看去年3D打印在航空航天、汽車、生物（wù）醫藥及建（jiàn）築行業（yè）四（sì）大領域都出現了哪些新突破應用吧。

 

 

航空航天領（lǐng）域

　　俄羅斯發射首顆3D打印的立方（fāng）體衛星

 

　　2016年的3月31日俄羅斯首（shǒu）個3D打印的立方體衛（wèi）星（CubeSat）Tomsk-TPU-120，搭（dā）載一枚進步MS-2火箭（jiàn）進入國際空間站，並由空間站上的宇（yǔ）航員（yuán）通過太空行走將其放（fàng）置在一個400公裏高的軌道上。

 

 

　　突破之處（chù）：這顆Tomsk-TPU-120衛星的外殼是使用經俄（é）羅斯宇航局（ROSCOSMOS）批準的材料3D打印而成的。它的大部分部（bù）件都是（shì）塑料材料打印而成的。除此（cǐ）之外（wài），其電池組的外殼也是用氧化鋯陶瓷材料3D打印（yìn）而成的（de），這也是世界首次。

 

　　世界首架3D打印鋁製FPV競速無人機

 

　　2016年3月澳洲一家名為Fusion Imaging的公（gōng）司，在（zài）知名在線3D打（dǎ）印服務平台Shapeways的幫助下（xià），使用鋁質材（cái）料（liào）3D打印出了一家無人機，其飛行時速（sù）接近90英裏（144公裏）每小時。

 

 

　　突破之處：這架強（qiáng）大的無（wú）人機的動力輸出（chū）主要（yào）依賴於Lumenier 2206電機。其3D打印的（de）鋁金屬臂非常輕盈，不僅起到了保護電線和電（diàn）池的作用，而且散熱性（xìng）能也非常好。眾所周知，鋁是一（yī）種在航空領域非常受歡迎的（de）金屬材料，它的重量像塑料那樣輕，但是強度卻高得多。在這次3D打印製造的無人機中，使用了（le）直接金屬激光熔融（róng）（DMLS）工藝用激光逐層熔化鋁質粉末而成。因此該無人（rén）機在機械指標上要高於一般的3D打印無人機。鋁材在震動這方麵表現得（dé）非常出色。從某種角度看，它比碳纖維更好。在快速（sù）運動過程中，它產生的螺旋槳渦流要少得多。

 

　　洲際導彈3D打印部件的飛行測試

 

　　軍工巨頭洛克希（xī）德·馬丁公司，在2016年3月14日至16日，對其首個用在彈道導彈上麵的3D打印部件進行（háng）了測試發射，這次（cì）測試（shì）發射總共使用了三枚未裝戰鬥部的三叉戟II D5艦隊彈道導彈，並從大西（xī）洋水下的戰略核潛艇上發射升空。

 

 

　　突破之處（chù）：此次測試的3D打印部（bù）件是一個“連接（jiē）器後殼”，這件僅有1英寸（2.5厘米）寬的連（lián）接器後殼在（zài）3D打印時，先由3D打印機在打（dǎ）印床上鋪設（shè）一層薄薄的鋁合金粉末，然後高溫的激（jī）光（guāng）或電子（zǐ）束在計（jì）算機的引導下融化（huà）指定區域的粉末（mò），然後機器又鋪（pù）上了另（lìng）外一（yī）層粉末，這個過程不斷重複，直至3D對象被打印完成（chéng）為止。在此之後，生產者（zhě）所需要做的就是吹去多餘的粉末，並進行平滑處理和拋光。該工（gōng）藝（yì）主要可以減少材料浪費，且生產周期與常規方法相比被縮減了一半。

 

　　空客（kè）接（jiē）收首批帶（dài）3D打印燃油噴嘴的LEAP發動機成品

 

　　2016年4月2日，歐洲（zhōu）飛機（jī）製造商空中客車公司接收了第一（yī）批兩台LEAP-1A發動機，這款發（fā）動機（jī）將用於空客下一代的A320neo客機（jī）。

 

 

　　突破之處：LEAP是第一款采用了3D打印燃料噴嘴的飛機發動機，該燃料噴嘴（zuǐ）在3D打印使使用的材料是一（yī）種超級合（hé）金，除此之外，LEAP發動機上還使用（yòng）了完全用碳複合材料製（zhì）成的風扇葉片（piàn），以及使用又輕又（yòu）耐高溫的陶瓷基複合材料（CMC）製成的零（líng）部件等。這些新技術使得LEAP的燃油效（xiào）率（lǜ）比CFM之前（qián）最好的發動機還要（yào）高15%，並且減少了其碳排放量。

 

 

二、汽車（chē）領域

 

汽車領域

　　瑞典車商用3D打印技術製造世界最快汽（qì）車（chē）

 

　　瑞典跑車製造商Koenigsegg（科尼塞克）推出了一款名為One:1的超級汽車。One:1將是“世界上第一輛巨汽車（megacar）”。它還是全球第一款功率重量比達到1：1的量產車——它的（de）重量為1340公斤並產生1322bhp（1340公製馬（mǎ）力），超過了當前的吉尼斯世界紀錄：1184bhp的布加（jiā）迪威龍（lóng）Super Sport。 

 

 

　　突破之處：One:1使用了3D打印的可變渦輪（lún）外殼，以提高響應（yīng）和低端（duān）扭矩。該公司（sī）還3D打印了鈦合金排氣尾端件，節省了14盎司重量。另外的減量措施包括使用高模量纖維製成的碳纖維底盤（pán），使其重量減輕（qīng）了20%。由於（yú）鈦合金排（pái）氣尾端件比較大，使（shǐ）用3D打印技術花了整整三天才完成。對於（yú）量產車而（ér）言，這樣的生產效率是非（fēi）常（cháng）低了，但它不僅減（jiǎn）輕（qīng）了重量，而且隻需生產6件這麽複雜的零件。3D打印實現了設計師們想要的形狀，而且讓工作流程變得可控。  

 

　　Local Motors推出（chū）世界首輛3D打印電動公交車

 

　　2016年6月16日，來自美國（guó）亞利桑那州的3D打印汽（qì）車公司Local Motors推出了一輛3D打印的自動（dòng）駕駛電動公交車Olli，而且這輛車的一部分（fèn）是可回收（shōu）的。這是的一輛使用了（le）IBM Watson的針對汽車的集中認知學（xué）習平台的汽車。

 

 

　　突破之處：Olli的3D打印汽車外殼（ké）下（xià）麵安裝的（de）是世界上最先（xiān）進的汽車技術，包括IBM的Watson Internet of Things for Automotive，這（zhè）是一個基於雲（yún）計算的計算係統，可以通過置入車（chē）內（nèi）的（de）超過30個傳感器分析並學習收集到的大量交通數據。得益於Local Motors的開（kāi）放式汽車（chē）開發（fā）流程，這些傳感器可以根據乘客的需要和當地的特（tè）點進行 調整（zhěng）。此外，這個係統還提（tí）供了專門的API（語音到文本、自然語言（yán）分類器、實體抽取和文本到語音等（děng））用於為這輛班車創建很多有用的特性。

 

　　奧迪計劃3D打（dǎ）印部件用在成（chéng）品汽車上

 

　　全球著名汽車製造商奧迪公司一貫標（biāo）榜自己的先進科技，該公（gōng）司（sī）的口號是“科技（jì）領導創新（Vorsprung durch Technik）”。顯然他們在3D打印技術的應用上也不落人後，奧迪公司使用金屬3D打印（yìn）技術製造複雜金屬部件，並將其安裝在成（chéng）品汽車上。

 

 

　　突（tū）破之（zhī）處：奧迪公司使用金屬3D打（dǎ）印工藝是那些具有（yǒu）複雜幾何形狀的零部件的理想選擇，像這樣的部件如果使用傳（chuán）統製（zhì）造手段，比如（rú）鑄造，往往費時而且（qiě）昂貴。而且這種3D打印部（bù）件使用的是（shì）非常精細（xì）的鋼鐵或者（zhě）鋁質金屬粉末（mò），其顆粒尺寸不到人類發絲的一半，因此其（qí）致密（mì）度也要比鑄造出來的部件大。

 

　　Kabuku攜手本田打造（zào）出日本首輛3D打（dǎ）印汽車

 

　　2016年10月，日本（běn）3D打印公司（sī）Kabuku和著名車商本田公司合作，為該國糖果公司豐島屋（wū）（Toshimaya）3D打印了一輛很小的運輸車。據悉這也是日本第一輛全3D打印的汽車。

 

 

　　突破之（zhī）處：依靠其大規（guī）模定製解決（jué）方案和快速3D設計平台，僅（jǐn）僅（jǐn）用（yòng）了兩個就打造出了（le）這款車，與傳（chuán）統製造的微型車相比，不僅更快、成本更低，而且非常適合用於快遞業務。

 

　　EOS攜手威廉姆斯車隊將（jiāng）3D打印帶入F1賽場

 

　　工業級3D打印機生產商EOS與一級方程式（F1）賽車領域（yù）中大名鼎鼎的威廉姆斯（Williams）車隊合作，此次（cì）合作將使EOS 和威廉姆斯車隊向F1世界充（chōng）分展示3D打印技術的力量，同時也有助於3D打印技術在汽（qì）車、軍工、航空航天和能源部門的轉化。

 

 

　　突破之處：3D打印機已經融入威廉姆斯的標（biāo）準生產過程中。其工程公司主要使（shǐ）用兩種（zhǒng）EOS高分子材料，主要用於創建可用於（yú）功能（néng）測試的穩定部件，比如發（fā）動機輔助設備、完整的齒輪箱部件的實物模型（xíng）、到用於層壓製造（zào）的鑽模和夾具等；而另一方麵則用於生產F1賽車上（shàng）的零部件（jiàn），隻不過（guò）為了提升強度，還需要結合複合材（cái）料層合板。

 

三、生物醫藥

 

生物醫藥

　　英國科學家開發出能替代軟骨的可3D打印生物玻璃

 

　　來自倫敦帝國學院（Imperial College London）和Milano-Bicocca大學的研究人員們已經開發出（chū）一種生物玻璃材料可以模（mó）擬真正軟骨組織的減震和承重性（xìng）。它（tā）可以通過特（tè）定的配方來表現出不同的特性。科學家們希望能夠用它來開（kāi）發植入物以取代椎骨之間受損的軟骨盤。

 

 

 

　　突破之處：生物玻璃是由矽和一（yī）種叫做聚己內酯的聚合物組成的（de）。它能夠表現出類似軟骨的（de）屬性，包括柔軟（ruǎn）、強韌、耐久而具彈性。它（tā）可以通過（guò）一種（zhǒng）可生物降解的墨水形式生成，使得研究人員（yuán）可以將其3D打印成某種特定的結構以促進（jìn）軟骨細胞在關節內的形成和生長——類似於它們在試管中所表現出的那（nà）樣。另外（wài），當受到損傷時，它還顯示出自愈的特性，這一（yī）特性使其很適合用作可靠的植入物（wù），而且當它（tā）以墨水（shuǐ）的形式存（cún）在時更容易3D打印。

 

　　可被人體（tǐ）吸收的3D打印聚合物顱骨植入（rù）物

 

　　來自莫（mò）斯科國立科技大學（xué）（National University of Science and Technology，MISIS）的研究人員推出了（le）一種新的3D打印骨（gǔ）植入（rù）物。該植入物是專門針對顱骨損傷而研（yán）發的，可慢（màn）慢地（dì）被人體吸（xī）收並被天然骨組織取代。

 

 

　　突破之處：在顱骨手術領域，這是（shì）一個重（chóng）大的進步。最重要的（de）是，由於一種巧妙的形狀記憶收縮和（hé）增長（zhǎng）工藝，植入物能與患者的顱骨實現完美的吻合。在根據特定的患者參數進行3D打印後，植入物（wù）收縮至其（qí）原始（shǐ）尺寸的一半（bàn）左右。手術期間，它被加（jiā）熱並再（zài）次（cì）獲得其原始形狀和尺寸，這樣就確（què）保了植入物能（néng）完全貼合患者的顱骨或下頜。

 

　　華（huá）裔科學家開發3D打印聚合物支架治療食道癌

 

　　所有形式的癌症（zhèng）都是可怕的，但是食管癌尤其是患者的噩夢，它會讓患（huàn）者非常痛苦，是全世界第八常見的癌症，而且是最難治療的癌症之一。佛羅（luó）裏達大西洋大學（FAU，Florida Atlantic University）康雲清博（bó）士正在開（kāi）發一種可生物降解的3D打印（yìn）聚合物支架。該3D打印支架將作為食管癌的治（zhì）療（liáo）藥物傳（chuán）遞係統，並可減少並發症的發生。

 

 

　　突破之處（chù）：在食道癌的治療中，通過手術植入金屬網（wǎng）狀支架是一個比較常見的治療方式（shì），但是這可能會導致讓人痛苦的（de）並發症，比如出（chū）血、胸痛、穿孔和腫（zhǒng）瘤生長等。然而3D打印支架是用可生物降解聚合物製成的，它（tā）們會在通過（guò）手術放入（rù）病人你的食道中（zhōng）後逐步溶解、消失。治療完成後，也不需要外科醫生再通（tōng）過手術移除支架，會使患者在治療過程中更加舒服。

 

　　科（kē）學家製造出可打印器（qì）官組（zǔ）織的3D打印機（jī）

 

　　2016年2月，來自美國（guó）北卡（kǎ）羅萊納州維克（kè）森林大學（Wake Forest University）再生醫學研究所的科學家們（men）稱，他們已經創建了一台可以製造器（qì）官、組織和骨骼的3D打（dǎ）印機，理論上，這（zhè）些打印出來的器官、組織和骨骼能（néng）夠直接植入人體（tǐ）。

 

 

　　突破之處：維克森林大學（xué）的開（kāi）發的這台3D打印機的結構使得它能夠打印出可以容納血（xuè）管的（de）組織，這意味著它們可以獲得細胞（bāo）生存所需要的氧氣和營養。這款集成的組織（zhī）器官打印機（jī）的發展方（fāng）向（xiàng）是（shì）為（wéi）人體的應用製（zhì）造組織，以及打造出更加複雜的組織和器官，3D打印出來的產品沒有壞死或組織中細胞死亡的（de）跡象。

 

　　突破性的3D打印幹細胞移植手術在猴子體內完成（chéng）

 

　　目前（qián），3D打印可移植人體器官已成為現實。不過一些3D打印的可移植器官還需要進行一些必要的評估和測試。我國的科學家（jiā）在幹細胞生物技術已經取得了重大突破，他們見證了植（zhí）入30隻猴子中的3D打印幹細胞移植物的血管組（zǔ）織再生。

 

 

 

　　突破之處：手術後2天，3D生（shēng）物打印的血管開（kāi）始與恒河猴自己（jǐ）的腹主動脈合並，並且這（zhè）個合並過程在短短一個月內就完成了（le）。在密切監（jiān）測猴子的健（jiàn）康的幾個月後（hòu），3D打印的血管與猴（hóu）子自己的腹主動（dòng）脈無異（yì）。此外，手（shǒu）術後（hòu）就不需要除抗凝劑之（zhī）外的治療（liáo）了。這項在突（tū）破在3D生（shēng）物打印領域是一個大新聞，是人造人體器官組織的（de）裏程碑。

 

四、建築行業

 

建築行業

　　世界首座全功能的3D打印辦公（gōng）樓在迪拜落成

 

　　2016年5月迪拜第一個全功能的3D打印建築，同（tóng）時（shí）也是世界上首個3D打印（yìn）辦公室的落成。這座建在阿聯酋大廈（Emirates Towers）旁的獨特建築將成為迪拜未（wèi）來基金（jīn）會的臨時辦公室。

 

 

　　突破之處：這座世界上（shàng）首（shǒu）個3D打印的辦公室空間占地250平方米，由一種特殊的水泥混合物和一套建築材（cái）料建成，為了（le）安全起見，建築的外觀被設計為弧狀，這樣可以確（què）保建築（zhù）的（de）穩定性。施工方使用了一台20英尺高、120英尺深（shēn）和40英尺寬的3D打印機。該打印機使用自動化的機械臂來實現（xiàn）打印過程。值得一提的是（shì）這座（zuò）建築隻（zhī）用了17天的時（shí）間就打印完成。

 

　　荷蘭混凝土3D打印技術公司推出可3D打印（yìn）建築的砂漿（jiāng）

 

　　荷蘭混凝土3D打（dǎ）印技術公司（sī）CyBe Additive Industries宣布，該公司的可3D打（dǎ）印砂漿已經研發完成，目標是將這種（zhǒng）技術引入歐洲所有的建築工地。

 

 

　　突破之處：特製的砂漿“線材”可以在（zài）幾分鍾內形成具有承載力的結構，從而有（yǒu）望（wàng）大大加（jiā）快構建速（sù）度，並在24小時內完成水泥的水化過程。與此同時他們特製的砂漿在（zài）製造過程中（zhōng）產生的（de）二氧化碳（tàn）比（bǐ）普通混（hún）凝土更少。

 

　　拉（lā）法基豪瑞聯合XtreeE打造出（chū）歐（ōu）洲首個3D打印（yìn）建築承重件

 

　　建築巨頭拉法基豪瑞（LafargeHolcim）公司與來自法國（guó）的初創公（gōng）司XtreeE攜手，成功打造出了歐洲第一個3D打印（yìn）混凝土承重結構件。並將其用於支撐普羅旺斯地區艾克斯中學操場上的一個屋頂。該承重柱（空心（xīn）並填充了一種高（gāo）性（xìng）能纖維增（zēng）強水泥基複合材料Ductal，由Fehr Architectural組裝）也是歐洲的首個3D打印的混凝（níng）土結構件。

 

 

　　突破之處：3D打印（yìn）技術是一種能夠以高速度和合理的成本實現複雜建築結構的（de）工（gōng）具。此技術將推廣到三個特定的細分市場：高附加值建築（zhù）結構、個性化（huà）經濟住宅、預製建築構件的製（zhì）造。

 

　　伊（yī）朗用3D掃（sǎo）描和（hé）打印技術修複曆史古（gǔ）跡

 

　　在當今的世界裏，將先進的（de）掃描方法和3D打印技術用於古跡和名勝的恢複以（yǐ）及複製（zhì）已經（jīng）受到了各地很（hěn）多博物館和文化中（zhōng）心的關注。伊朗便使用3D打印和（hé）掃描技術在規劃修複（fù）該國的一些最具曆史（shǐ）意義的古跡，並創建出精確的複製品。

 

 

　　突破之處：恢複和保存最古老的雕（diāo）像、古跡和建築對於（yú）伊朗來說並不是新鮮事務，該國的文化遺（yí）產（chǎn）和旅遊組織長期以來一直就將其作為（wéi）自己（jǐ）的主要優先事務。而現在，得益於3D掃描和打印技術這樣的先進技術的應用，無疑會加強對文物的保護力（lì）度。

 

　　知名建築（zhù）師事務所DUS 3D打印8平（píng）米城（chéng）市（shì）小屋

 

　　荷蘭建築師事務所DUS Architects 在阿姆斯特丹的一個廢棄工業區內3D打印了一座獨特的小屋以及一（yī）個浴缸，該3D打印小屋結構緊湊且易於打印，體積為25立方（fāng）米（mǐ）。它的牆壁十分特別，有一個不同尋常的帶有內部蜂窩結構的幾（jǐ）何牆結構。 DUS想借此表達我們如何可以（yǐ）為那些突遭災害以（yǐ）及那些真正需要（yào）一個（gè）暫時容身之地（dì）的（de）人創造出一個臨時（shí）住房。

 

 

　　突破之處：3D打印技術特別適用於為（wéi）災（zāi）區建造小型臨時住所。使用完後，建造（zào）小屋的生物（wù）材料可以被徹底粉碎（suì），然後（hòu）能被用來再次打印新設計。小屋和（hé）浴缸都是用生物塑（sù）料打印的，非常易於（yú）循環再利（lì）用。這些（xiē）生物塑料既（jì）可以轉變成新的3D打印線材，也可（kě）以被簡單地就（jiù）地銷毀。因此，當災害發生在偏遠地（dì）區時，這是一個寶貴的潛在解決方（fāng）案。

 

　　寫在最（zuì）後：隨著科技的發展以及人（rén）們（men）生活質量的提（tí）高，更優越的產（chǎn）物（wù）逐漸麵試，其中3D打印的產物便是其中之一。近年來3D打印技術以突飛猛進的發展方式，越加成熟，其實不僅在（zài）生物醫療、汽（qì）車、航空航天以（yǐ）及建築行業有所突破，現如今3D打印技術更多的是麵（miàn）向於全方麵發展，我想在未來的幾年時間內，在食品、製造業等更多的（de）行業內，會看到更多3D打（dǎ）印技（jì）術的成果（guǒ），不難想象，在未來我（wǒ）們生活的世界內，我們所使用的、食用的（de）、乘坐的等等事（shì）物，都會有3D打印技術的影子。(PConline)