一、航空航（háng）天領域

 

　　現如今隨著科技的發展（zhǎn），3D打印在各個領域（yù）扮演著越來越重要的角（jiǎo）色，誰也不會想到（dào）3D打（dǎ）印技術是未來的一大發展趨勢，很多年前（qián）的我們更是無法想象。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（pǐn），再次（cì）刷新了我們的認知。在新年伊始之際，不如讓我們來看看去年3D打印（yìn）在航空航天、汽車、生物醫藥及建築行業四（sì）大領（lǐng）域都出現了哪些（xiē）新突破應用（yòng）吧。

 

 

航空航天領域

　　俄羅斯發射首顆3D打印的立方體衛星

 

　　2016年的3月31日俄羅斯首個3D打（dǎ）印的立方體衛星（CubeSat）Tomsk-TPU-120，搭載一枚進步MS-2火箭進入國（guó）際空間站，並由（yóu）空間站（zhàn）上（shàng）的宇航（háng）員通過太空行（háng）走將其放置在一個400公裏高的（de）軌道上。

 

 

　　突破之處：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（ér）成的。它的（de）大部分部件都是塑料材料（liào）打印而成（chéng）的。除此之外（wài），其電（diàn）池組的外殼也是用氧化鋯陶（táo）瓷材料3D打印而成的，這也是世界首次。

 

　　世界首架3D打印（yìn）鋁（lǚ）製FPV競速無人機

 

　　2016年3月澳洲一家名為Fusion Imaging的公司，在知名在（zài）線3D打印服務平台Shapeways的幫助下，使用鋁質材料3D打印出了一家無人（rén）機，其（qí）飛行時速接近90英裏（144公裏）每小時。

 

 

　　突破之處：這架強大的無人機的動力輸出主要依賴（lài）於Lumenier 2206電機。其3D打印的鋁金屬臂（bì）非常輕盈，不僅起到了保護電（diàn）線和電池的作用，而且散熱性能也非常（cháng）好。眾所周知，鋁（lǚ）是一種在航空領域非常受歡（huān）迎的金屬材料，它的重量像塑料那樣輕，但是強度卻高得（dé）多。在這次（cì）3D打（dǎ）印製造的無人機中，使用了直接金屬激光熔融（DMLS）工藝用激光逐（zhú）層熔化鋁質粉末而成。因此（cǐ）該無人機在機械指標上要（yào）高於一般的3D打印（yìn）無人機。鋁材在震動這方麵表現得非（fēi）常（cháng）出色。從某種角度看，它比碳纖維更好。在快速運動過程中，它產生（shēng）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（gōng）巨頭洛克希德·馬丁公司，在2016年3月14日至16日，對其首個用在彈道導（dǎo）彈上麵的3D打印部（bù）件進行了測試發射，這次測試發（fā）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，並從大西洋水下的戰略核潛艇上發射升空。

 

 

　　突破之處：此次（cì）測試的3D打印部件是一（yī）個“連接器（qì）後殼”，這件僅有1英寸（2.5厘米）寬的連接器後殼在3D打（dǎ）印時，先由（yóu）3D打印機在（zài）打印床上鋪設一層薄薄的鋁合金粉末（mò），然（rán）後高溫的（de）激光或電（diàn）子束在計算機的引導下融化（huà）指定區域的粉末，然後（hòu）機器又鋪上了另外一層粉末，這個（gè）過程不斷重複，直至3D對象被打印完成為止。在此之後，生產者所需要做的就是吹去多餘的粉末，並進行平滑處（chù）理（lǐ）和拋（pāo）光。該（gāi）工藝主要可以減（jiǎn）少材料浪費，且生（shēng）產周期與常（cháng）規方法相比被縮減了一半。

 

　　空客接收首（shǒu）批（pī）帶3D打印燃油噴嘴的LEAP發動機成品

 

　　2016年4月2日，歐洲飛機（jī）製造商空中客車公司接收了第一批（pī）兩台LEAP-1A發動機，這款發（fā）動（dòng）機將用於空客下一代的A320neo客機。

 

 

　　突破之處：LEAP是第一（yī）款采用了3D打印燃料噴嘴的飛機發動機，該燃料噴嘴在3D打印（yìn）使（shǐ）使用的材料是一種超級合金，除（chú）此之外，LEAP發動機上還使（shǐ）用了完全用碳複合材料製成（chéng）的風（fēng）扇葉片，以及使用又輕又耐高溫（wēn）的陶瓷基複（fù）合材料（CMC）製成的零部件等。這些新技術使得LEAP的燃油效率比CFM之前最好的發動機（jī）還要（yào）高15%，並且減少了其碳排放量。

 

 

二（èr）、汽車領域

 

汽車領域

　　瑞（ruì）典車商用3D打印技術製造世界最快汽車

 

　　瑞典跑車製（zhì）造商Koenigsegg（科尼塞克）推出了一款名為One:1的超級汽車。One:1將（jiāng）是（shì）“世界上第一輛巨汽車（megacar）”。它還是（shì）全球第一款功率重量比達到1：1的量產車——它的重量為1340公斤並產（chǎn）生（shēng）1322bhp（1340公製馬力（lì）），超過了當前的吉（jí）尼斯世界紀錄：1184bhp的布加迪威龍（lóng）Super Sport。 

 

 

　　突破之處：One:1使（shǐ）用了3D打印（yìn）的可變渦輪外殼，以提高響應和低端扭矩。該公司還（hái）3D打印了鈦合金排氣（qì）尾端件，節省了（le）14盎司重量。另外的減量措施（shī）包括（kuò）使用高模量纖維製成的碳纖維底盤（pán），使其重量減輕了20%。由於鈦合金排氣尾端件比較大，使用3D打印技術（shù）花了整整三（sān）天才完成。對於量產車而言，這樣的生產效率是非常低了，但它不僅減輕了重量，而（ér）且（qiě）隻需生產6件這麽複雜的零件（jiàn）。3D打印實現了設計師們（men）想要的形狀，而且讓工作流程變得可控。  

 

　　Local Motors推出世界首（shǒu）輛3D打印電動公交車

 

　　2016年6月16日，來自美國亞利桑那州的3D打印汽車（chē）公司Local Motors推出（chū）了一輛3D打（dǎ）印的自動駕駛電動公交車Olli，而且這輛車的一部分是可回收的。這（zhè）是的一輛使用了IBM Watson的針對（duì）汽車的集中認知學習平台的汽車（chē）。

 

 

　　突破之處：Olli的3D打印汽車外殼（ké）下麵安裝的是世（shì）界上最先進的汽車（chē）技術（shù），包括IBM的（de）Watson Internet of Things for Automotive，這是一個基於雲計算的計算係統，可以通過置入車內的超過30個傳（chuán）感（gǎn）器（qì）分析並學習（xí）收集到的大量交通數據。得益於（yú）Local Motors的開放式汽車開發流程，這些傳感器可以根據乘客的需要和當地的特點進（jìn）行 調整。此外（wài），這個係（xì）統還提供了專門（mén）的API（語音到文本、自（zì）然（rán）語言分類器（qì）、實體抽取和文本到語音等）用（yòng）於為這輛班車創（chuàng）建很多（duō）有用的特性。

 

　　奧迪計劃3D打印部件用在成品汽車上

 

　　全球著名汽車製造商奧迪公司一貫標榜自己的先進科（kē）技，該公司的口號是“科技領導創新（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打印技術製造複雜金屬部件（jiàn），並將其安裝在（zài）成（chéng）品汽車上。

 

 

　　突破之處：奧迪公司使用金屬3D打（dǎ）印工藝是那些具有複雜幾何形狀的零部件的理想選（xuǎn）擇，像（xiàng）這樣的部件如果使用傳（chuán）統製造手段，比如鑄造，往往費時而且昂貴。而且這種3D打印（yìn）部件使用的是非常精細的鋼鐵或者鋁質金屬粉末，其顆粒（lì）尺寸不到人類發絲的一半，因此其致密度也要（yào）比鑄造出來的部（bù）件大。

 

　　Kabuku攜手本田打造出日本首輛3D打印汽車

 

　　2016年10月，日（rì）本3D打印公司Kabuku和著名車（chē）商本田公司合作，為該國糖果公司豐（fēng）島屋（wū）（Toshimaya）3D打印了一輛很小（xiǎo）的（de）運輸車。據悉這也是日本第一（yī）輛全3D打印（yìn）的汽車。

 

 

　　突破之處（chù）：依靠其大規模（mó）定製解決方案和（hé）快速3D設計平台，僅僅用了兩個就打造出了這（zhè）款車，與傳統製造的微型車相（xiàng）比，不僅更快、成本更低，而且非常適合用於快遞業務。

 

　　EOS攜（xié）手威（wēi）廉姆斯（sī）車隊將3D打印帶入F1賽場

 

　　工業級3D打印機生產商（shāng）EOS與（yǔ）一級方程式（F1）賽車領域中大（dà）名鼎鼎（dǐng）的威廉（lián）姆斯（Williams）車隊合作，此次（cì）合作將使EOS 和威廉姆斯車隊向F1世界充分展示3D打印技術的力量，同時也有助於3D打印技術（shù）在汽車（chē）、軍工、航空航天和能（néng）源部門的轉化。

 

 

　　突破之處：3D打印機已經融入威（wēi）廉姆斯的標準生產過程中（zhōng）。其（qí）工程公司主要使用兩種EOS高分（fèn）子材（cái）料，主要用（yòng）於創建可用於功能測試的穩（wěn）定部件，比如發（fā）動機輔助設備、完整的齒（chǐ）輪箱部件的實（shí）物模（mó）型、到用於層（céng）壓製造的鑽模和夾具等；而另一方麵則用於生產F1賽車上的零部件，隻不過為了提升強度，還需要結合複合材料層合板。

 

三、生物醫藥

 

生（shēng）物醫藥

　　英國科學家開發出能替（tì）代軟骨的可3D打印生（shēng）物玻（bō）璃

 

　　來自（zì）倫敦帝（dì）國學院（Imperial College London）和Milano-Bicocca大學的研究人員們已經開發出一種生物玻璃材料（liào）可以模擬真正軟骨組織的減震和承重性。它可（kě）以通過特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發植入物以（yǐ）取代椎骨之（zhī）間受損的軟骨盤。

 

 

 

　　突破之（zhī）處：生物玻璃是由矽和一種叫做聚己內酯的聚合物組成的。它能夠表現出類（lèi）似軟骨的屬性，包括柔軟、強韌、耐久（jiǔ）而具彈性。它可以通過一種可生物降（jiàng）解的墨水形式生成，使得（dé）研（yán）究（jiū）人員可以將其3D打印成某（mǒu）種特定的結（jié）構以促進（jìn）軟（ruǎn）骨細胞（bāo）在關節內的形成和（hé）生長——類似（sì）於它們在試管中所表現出的那樣。另外，當受到損傷時（shí），它還顯（xiǎn）示出自愈的特性，這一特性使其很適合用作可靠的植入物，而且當它以墨水的形式存在時更容易3D打印。

 

　　可被（bèi）人體吸收的3D打印聚合物顱骨植入物

 

　　來自莫斯（sī）科國立科技大學（National University of Science and Technology，MISIS）的研究人員推出了一種（zhǒng）新的3D打印骨植入物。該植入物是專門針對顱骨損傷而研發的，可慢慢（màn）地被（bèi）人體吸（xī）收並（bìng）被天然骨組織取代。

 

 

　　突破之處：在顱骨手術領域，這是一個重大的進步。最重要的是，由於（yú）一種巧妙的形狀記憶收縮和增長工藝，植入物能與患者的顱骨實（shí）現完美（měi）的吻合。在根據特定的患者參數進行3D打（dǎ）印後，植入物收（shōu）縮至其原始尺（chǐ）寸的一半左右。手術期間，它被加熱並再次獲得（dé）其原始形狀和尺寸，這樣就確保（bǎo）了植入物能完全貼合（hé）患者的顱（lú）骨（gǔ）或下頜。

 

　　華裔科學家開發3D打印聚合物支架治療食道癌

 

　　所有形式的癌症都是（shì）可怕的，但是食管癌尤其是患者的噩夢，它會讓患者非常痛苦，是全世界第八（bā）常見的癌症（zhèng），而且（qiě）是最難治療的癌症（zhèng）之一。佛（fó）羅裏達大西洋大（dà）學（FAU，Florida Atlantic University）康雲清博士正（zhèng）在開發一種可生物降解的3D打印（yìn）聚合物（wù）支（zhī）架。該3D打印支架將作為食管癌的治療藥物傳遞係統，並可減少並發症的發生。

 

 

　　突破之處：在食道癌的治療中，通過手（shǒu）術植入金屬網狀支架是一（yī）個比較常見的治療（liáo）方式，但是這可能會導致讓（ràng）人痛苦的並發（fā）症，比如出血、胸痛、穿孔和腫瘤生長等。然而3D打印支架（jià）是用可（kě）生（shēng）物降解聚合物製成的，它們會在（zài）通過手術放入病人你（nǐ）的（de）食道中後逐步溶（róng）解、消失。治療完成後（hòu），也不需要外科醫生再通（tōng）過手術移（yí）除支架，會使患（huàn）者在治療過（guò）程中更（gèng）加舒服（fú）。

 

　　科學家製造（zào）出可（kě）打印器官組織的（de）3D打印機

 

　　2016年2月，來自美國北卡羅萊納州維克森林大學（Wake Forest University）再生醫學研究所的科學家們（men）稱，他們已經創建（jiàn）了一台可以製造器官、組織和骨骼的3D打印機（jī），理論上（shàng），這些打印出來的器官、組織和（hé）骨骼能夠直接（jiē）植入人體。

 

 

　　突破之（zhī）處：維克森林大學的開發（fā）的這台3D打印機的結構使得它能夠打印出可以容納血管的組織，這意味著它們可以獲得細胞生存所需要的氧氣（qì）和營養。這款集成的組織器（qì）官打印機的發展方向是為人體的應用製造組織，以及打造出更（gèng）加（jiā）複雜的組織和器官，3D打印出來（lái）的產（chǎn）品沒（méi）有壞死或組織中細（xì）胞死亡的（de）跡象。

 

　　突破性（xìng）的3D打（dǎ）印幹細胞移植手術在猴子體內完成

 

　　目前，3D打印可移植人體器官已成為（wéi）現（xiàn）實。不過一些3D打印的可移植器官還需要進行（háng）一些必要的評估和測試。我國的科學（xué）家在幹（gàn）細胞生物技術已（yǐ）經取得（dé）了重大突破，他們見（jiàn）證了植入30隻猴子中的（de）3D打印幹細胞（bāo）移（yí）植物的血管（guǎn）組織再生。

 

 

 

　　突破之處：手術後2天，3D生物打印的血管開始與恒河猴自己的腹主動脈合並，並且這個合並過程在短短一個（gè）月（yuè）內就完成了。在密切監測猴子的（de）健康（kāng）的（de）幾個月後（hòu），3D打印的血（xuè）管與（yǔ）猴子自己的腹主動脈（mò）無異。此外，手術後就不需要（yào）除抗凝（níng）劑之外的治療了。這項（xiàng）在（zài）突破在3D生物打印領域是一個（gè）大新聞，是人造（zào）人體器（qì）官組織的裏程碑。

 

四、建（jiàn）築行業

 

建築行業

　　世界首座全功能的3D打印辦公樓在迪拜（bài）落成

 

　　2016年5月（yuè）迪拜第一個全功能的3D打印建築，同時也（yě）是世界上（shàng）首（shǒu）個3D打（dǎ）印辦公室（shì）的落成。這座建在阿（ā）聯酋大（dà）廈（xià）（Emirates Towers）旁的獨特（tè）建築將成為迪拜（bài）未來基金會的臨時辦公室。

 

 

　　突破之處：這座（zuò）世界上首個3D打（dǎ）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料建成，為了安（ān）全起見，建築的外（wài）觀被設計為弧狀，這樣可以確保建築的穩定性。施工方使用了一台（tái）20英尺高、120英尺深和40英尺寬的3D打（dǎ）印機。該打印機（jī）使用自（zì）動化的機械臂來實現打（dǎ）印過程。值得一提的是這座建築隻用了17天的時間就打印完成。

 

　　荷蘭混凝土3D打印（yìn）技術公司推出可3D打印（yìn）建築的砂漿

 

　　荷蘭混（hún）凝土3D打印技術公司CyBe Additive Industries宣布，該公司的（de）可（kě）3D打印砂漿已經研發完成，目標是將這種技術引入歐洲（zhōu）所有的建築工地。

 

 

　　突破之處：特製的砂漿（jiāng）“線材”可以在（zài）幾分鍾內形成具有承載力的結構，從而（ér）有望大大加快構建速度，並在24小時內完成水泥的水化過程。與此同時他們（men）特製的砂漿在製造過程中產生的二氧（yǎng）化碳比普通混凝土更少（shǎo）。

 

　　拉（lā）法基豪瑞聯合XtreeE打造（zào）出歐（ōu）洲首個3D打印建（jiàn）築承重件

 

　　建築巨頭拉法基豪瑞（LafargeHolcim）公司與來自法國的初創公司XtreeE攜手，成功打造出了歐洲第一個（gè）3D打印混凝土承（chéng）重結構件。並將其用（yòng）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（空心並填充了一種高性能纖維增（zēng）強水泥基（jī）複合材料Ductal，由Fehr Architectural組裝）也是歐洲的首個3D打印的混凝土結構件。

 

 

　　突破之處：3D打印技術是（shì）一種能夠（gòu）以高速度和合理的（de）成（chéng）本實現（xiàn）複（fù）雜建築結構（gòu）的（de）工具。此技術將推廣到三個特定的細分市場：高附加值建築結構、個性化經濟住宅（zhái）、預製建築構件的製造。

 

　　伊朗（lǎng）用（yòng）3D掃（sǎo）描和打（dǎ）印技術修複曆史古跡

 

　　在當今的世界裏，將先進的掃描方法（fǎ）和3D打印技術用於古跡和名勝（shèng）的恢複以及複製（zhì）已經受到了各地（dì）很多博物館和文（wén）化中心的關注（zhù）。伊朗便使用3D打印和掃描技術（shù）在規劃修複該國的一些最具曆史（shǐ）意義的古跡（jì），並創（chuàng）建出精確的複製品。

 

 

　　突破之處：恢複和（hé）保存最古老的（de）雕像、古跡和建（jiàn）築對於伊朗來說（shuō）並不是新鮮事務，該國的文化遺產和旅遊組織長期以來一直就（jiù）將其作（zuò）為（wéi）自己的主要優先事務。而現在（zài），得益於3D掃描和打印技術這樣的先進技（jì）術的應用，無疑會加強對文物的保（bǎo）護力（lì）度。

 

　　知名建築師事務所DUS 3D打印（yìn）8平米城市小屋

 

　　荷蘭建築師事務所DUS Architects 在阿姆斯特丹的一（yī）個廢棄工業區內3D打印了一座獨特（tè）的小屋以及一個浴（yù）缸，該3D打印小屋（wū）結構緊湊且易於打印，體積為25立（lì）方（fāng）米。它的牆壁十分特別（bié），有一（yī）個不同尋常的帶有內部蜂窩結構的幾何牆結構。 DUS想（xiǎng）借此表達我們如何可以為那些突遭（zāo）災害以及那些真正需要一個暫時容身之地的人創造出一個臨時住房。

 

 

　　突破之處：3D打印技術特別適用於為災區建造（zào）小型臨時住所。使用完後，建造小屋的生物材料可以被徹底粉碎，然後（hòu）能被用來再次打印新設計。小屋和浴缸都是用生物塑料打印的，非常易於循環再（zài）利用。這些生物塑料既可以轉變成新的3D打印線材，也可以被簡單地就地銷毀。因此，當災害發生在偏遠地區（qū）時，這是（shì）一個（gè）寶貴的潛在解決（jué）方案。

 

　　寫在最後：隨著科技的發展以及（jí）人們生活質量的提高，更優越的產物逐漸麵（miàn）試，其中3D打印的產物便是其中之一。近年來3D打印技術以（yǐ）突飛猛進的發展方式，越加成（chéng）熟，其（qí）實不（bú）僅在生（shēng）物醫療、汽（qì）車、航空航天以及建築行業有所突破，現（xiàn）如今3D打印技術更（gèng）多的是麵向於全方麵（miàn）發展，我想（xiǎng）在未來的幾年時間內，在食品、製造業等（děng）更多（duō）的行業內，會（huì）看到更多3D打印技術的（de）成（chéng）果，不難想象，在未來我們生（shēng）活的世界內，我們所使用的、食用的（de）、乘坐的等等事物，都會有3D打印技術的影子。(PConline)