科技前沿|2016年全球3D打印十大創新技術一覽
點擊量：442 發布時間：2017-01-17 作者：快猫视频APP下载安装（上海）增材製造技（jì）術有限公司
科技前沿|2016年全（quán）球3D打印十大創新技術（shù）一（yī）覽
2017年想必將會（huì）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（yíng）接2017年的市場機遇呢（ne）？
在此，特選出3D打印領域2016年國內外的創新技術進行回顧盤點，也希望在2017年，有更多的科研力量投入到3D打印領（lǐng）域（yù）的創新中，取得更多更大的科技進展（zhǎn）。
3D打印國際十大創新
1.瑞士科學家（jiā）3D打印金銀納米牆（qiáng）可（kě）製造更高性能觸摸屏
觸摸屏是我（wǒ）們的（de）生活中不可缺少的一種（zhǒng）產品，而觸摸屏（píng）技（jì）術（shù）是依靠噴（pēn）塗在（zài）設備表麵的微型導電電極實現的。這種肉眼（yǎn）幾（jǐ）乎看（kàn）不到（dào）的電極是由導電材料製成的（de）納米牆組成的（de），而目前最常用的（de）材料是氧化銦錫。它的透明度很高，但導電（diàn）性較（jiào）差。
蘇黎世聯邦理工大學(ETH)采用“納米液滴”3D打印來（lái）進行創新製造，這種（zhǒng）方法能（néng）夠以金、銀納米顆粒為原料3D打印（yìn）出超薄的“納米牆”，從（cóng）而（ér）製（zhì）造出從未有過（guò）的透明導電電極，最終創造出畫麵（miàn）質量更好、響應更精（jīng）準的觸摸屏。
目前，研究者們已經利用該技術成功3D打印出了厚度在80-500納米之間的超薄電極層。
2.從（cóng）樹（shù）脂到陶瓷，加州高溫陶瓷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（yǔ）光固化/3D打印的樹脂配方，由矽、氮和氧（yǎng）組成，在一台3D打印機內用一束（shù）紫外線（xiàn）照射這種樹脂，會使其變硬，生成致密的陶瓷部件。
這是一（yī）個驚人的突破（pò），因為它使能（néng）夠產生（shēng）任意多（duō）邊形陶瓷部件，強大且無溫度（dù）彈性，陶瓷表麵無任何加工，不需鑄造或嵌塞，這種密度泡（pào）沫（mò）陶瓷可（kě）以在推（tuī）進零部件（jiàn）、熱防（fáng）護係統、多孔燃燒器、微機電係統和電子設備獲（huò）得應用。
3.麻省理工製作激光雷達（dá）芯片 3D掃描曆（lì）史將徹底改寫
當前市場（chǎng）上大多數（shù）激光雷達係統（包括自（zì）動駕駛汽車上所安裝的雷達（dá）係統）使用的是離散（sàn）自由空（kōng）間光學元（yuán）件，包括激光器、鏡頭和外部接收器。在這些硬件（jiàn）組合中，激光（guāng）在震蕩（dàng）的同時旋（xuán）轉，這（zhè）使得其掃描範圍和複雜程度受到限製。並且成（chéng）本從1000美元到70000美（měi）元（yuán）不等。
來自麻省理（lǐ）工學院的研究人員正在300毫米（mǐ）的晶（jīng）圓上生產激光（guāng）雷達芯片，且其成本不到（dào）10美元。最（zuì）重要的是，在這個設備中的非機械光束轉向比目前所實（shí）現的機械激光雷達係統的速度快1000倍。
4.麻省理工博士3D打印Cilllia毛發（fā），將對智能設（shè）計（jì）產生巨大影響
這次麻省理工發明的是像神經一樣敏感的Cilllia毛發設計平台，靈（líng）感來自於自然界動物（wù）以及人類（lèi）的毛發。
Cilllia毛發是通過光（guāng）敏樹脂固化的技術打印出來的，通過將3D打印的精度控製到極其細（xì）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有神經一樣的對壓力和對聲音的敏感度（dù），並伴隨著外界的刺激發生彎曲改變。
5.像“生長”出來的3D打印軍用無人機
英國的格（gé）拉斯哥大學及防務公司BAE Systems的研發團隊共同研發合作的（de）3D打印軍用無人機Chemputer計劃，這款3D打印機可以在短短幾天之內從無到有“生（shēng）長”出高度先進的（de）定製化無人機。
其實這是一（yī）款能（néng）夠在分子水平上進行構建的3D打（dǎ）印（yìn）機（jī），能夠“生（shēng）長”出從機翼到（dào）電子係統在內的所有部（bù）件。Chemputer打印無人機的設想是功能性強，飛行速度快，超高高度以及快速反應，目的（de）是（shì）要（yào）克服今天（tiān）的軍事環境的生（shēng）產限製。
6.3D打印製備離子交換膜的（de）技（jì）術
美國賓西法利亞州立大學的（de）研究人（rén）員利用光固（gù）化和三維打印（yìn）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的（de）在離子交換膜表麵打印各種3D圖案，以提高性（xìng）能。
這種3D打印技術與當前常見的SLA（光固化）3D打印技（jì）術類似，打印材料是可光固化的離子聚合物混合物，當該混合物暴（bào）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選擇性地固化在其表麵上。表麵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印技術（shù）
迪士尼（ní）申請了名為‘Near Instantaneous Object Printing Using a Photo-Curing Liquid’(液（yè）體光敏樹脂的近瞬時（shí）打印技術)。
迪（dí）士尼（ní）的3D打印技術繞過層層掃描固化的生產方法，而是（shì）通過一個或更多的光源將（jiāng）三維模型“注入”液態樹脂（zhī）內。幾乎在（zài）瞬時間，三維模型就被固化出來，而以往層層生產這樣的產（chǎn）品需要幾個小（xiǎo）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（liào）打印技術
德國Fraunhofer研（yán）究所和IKTS 係統研究所研發（fā）了一項3D打印新技術（shù），不（bú）僅可以打印（yìn）骨（gǔ）科植入物、假牙、手術工具（jù）等醫（yī）療產品，還可以打印微反應器這樣非常複雜、微小部件。
Fraunhofer研究所研發的這項3D打印技術可打印的材料是陶（táo）瓷或金屬粉（fěn）末懸浮液。陶瓷（cí）或金屬粉末被混合在（zài）一種低熔點的熱塑性粘（zhān）合劑中（zhōng），熱塑性粘合劑在80攝氏度時就會融化成為液體。在打（dǎ）印過程中，打印機的電性溫（wēn）度熔化了（le）粘合劑，並（bìng）混合著陶瓷或金（jīn）屬（shǔ）粉（fěn）末材料以液滴的形式被沉積下來（lái）。沉積後液滴迅速冷卻變硬，三（sān）維對象就這樣被點對（duì）點逐漸打印出來。
9.波音懸浮式3D打印技術（shù）
波音公司開發出一種懸浮式3D打印技術，在沒有任何實體打印平台（tái）的情況下，實現360度無死角操作，並成功獲批專利。
該技術的優勢在（zài）於：完全突破對形狀的（de）限製（zhì），實現更加複雜零部件的整體3D打印。而且，該技術采用多（duō）個3D打印機同時在不（bú）同方向一起工作，可打印出各種功能產（chǎn）品，並（bìng）顯著提高（gāo）打印速度。打印出的材料具有抗磁性，經過超級冷卻之（zhī）後能變成超導體。
10.哈佛（fó）大學3D打印帶血（xuè）管的人（rén）工組織
哈佛大學獲得最新的突破，可（kě）以打印出維（wéi）持（chí）生物學功（gōng）能的並可以存活超（chāo）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。最終培養出內部充滿毛細血管的人工組織。研究人（rén）員通過矽膠模具兩端的出入口向該組織輸入營養物質，以保（bǎo）證細胞存活。人工（gōng）血管將通過將細胞生長因子運送至整個人工組織，促進幹細胞的定向（xiàng）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
西安交通大學-結構電子產品三維空間的任（rèn）意排布
結構電子是指電路與電子元件按照一定的三維（wéi）空間布局，附（fù）著或鑲嵌於（yú）基體結構上，形成的（de）三維電氣結構。由於電氣部分具有三維空間布局，電子產品的空間利用率得到提升，體積得到減（jiǎn）小。
西安（ān）交通大學（xué）通過一種導線（xiàn）與基體同步打印的3D打（dǎ）印技術實現了結構（gòu）電子（zǐ）產品三維空間的任意排布，所使（shǐ）用的導線（xiàn）打印材料可以有三種不同形態，包括（kuò）銅錫合金、銀錫合金、錫鉛（qiān）合金這樣的低熔點（diǎn）金屬（shǔ）絲，納米銀離子（zǐ）凝膠溶液、導電高分子水凝膠的導電墨水，以及鋁粉、銅粉等金屬粉末。基（jī）體的3D打印材料則為（wéi）ABS、PLA、PEEK絕緣性高分子絲材。
西安交通大學-采用多（duō）束激光輔助控溫3D打印定向晶（jīng）零件
在金屬打印時，由於存在較大的溫度梯度，金屬難以持續穩定地生長（zhǎng），難以（yǐ）獲（huò）得品相良（liáng）好的（de）柱晶（jīng）或單晶組（zǔ）織，因而得（dé）到的零部（bù）件的性能和特性受到極大的影響。
西安交通大學（xué）克服現有技術中存在的問題，提供一種采用多束激（jī）光輔助控溫3D打印定向（xiàng）晶零件的裝置及方法，通過增加輔助（zhù）控溫光源，利（lì）於零件的金（jīn）屬晶體定向生長，能夠得到連續（xù）的柱晶或單晶組織。
南京航空航天大（dà）學
南京航空航（háng）天大學-鋁基（jī）納（nà）米複合材料
為（wéi）了（le）解決現有的鋁基複合（hé）材料在成形加工過程存在的幾個問題，南京航（háng）空航天大學提供一種（zhǒng）基於SLM成形的鋁基納米複（fù）合材料。
此材料可以有效的（de）解決鋁基納米複合材料在激（jī）光增材過程中（zhōng）工（gōng）藝（yì）性能與力學性能不匹配、增強顆粒分布不均勻以及陶瓷相與基材相之間潤（rùn）濕性較差的問題，使得所獲得的產品具備良好的界麵結合以及優異的力學性能。
南京（jīng）航空航天大學-3D打印技術製造馬氏體模具鋼
目前，國產模具鋼還不能全（quán）部滿足國內模具行業的需求，每年約有25%的模（mó）具（jù）需（xū）從國外進口。
為解決現有製模（mó）技術中的工序複雜、成本高以及報廢率大等問題。南京（jīng）航空航天大學通過調整激光（guāng）加（jiā）工過程工藝參數，改善成形模具晶粒粗大問題，從而改善其機械性能。利用Mn、Ni、Cr等合金（jīn）元（yuán）素穩定過冷奧（ào）氏體，在激光加工極大的冷卻速度下（xià）得到組織均勻的馬氏體，從而省去了後續的“淬火”過（guò）程，激光加工完畢後，成形模（mó）具被傳送裝（zhuāng）置送入真空熱處理室完（wán）成回火過程以釋放其內應力，從而得到具有均勻（yún）、細小（xiǎo）的回火馬氏體組織的成形模具。
浙江大學
浙江大學（xué）-基（jī）於三維打印（yìn）的無泵驅動微流控芯片
微流控芯片又被稱為芯片（piàn）實驗室，是一種在微米（mǐ）尺度上對流體進行操控的技術。該技術將化學和生（shēng）物實驗室的基（jī）本功能微縮到了一個隻（zhī）有（yǒu）幾平方厘米大小的芯片（piàn）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，來製（zhì）得微流控芯片。這項技術可以應用在各種臨（lín）床檢測，具（jù）有可重複利用、無泵驅動、流動速度可調、流道分辨率高、成本低等優點，並且加（jiā）工過程簡便快捷，生產效率高，易於工業化大規模生產。
華中科技大學
華中科技大學-具有鍛（duàn）件性能的金屬零件3D打（dǎ）印
華中科技大學數字裝備與技術國家重點實驗室張海鷗教授主（zhǔ）導研發（fā）的金屬3D打印新技術“智能微鑄鍛”，不僅能打（dǎ）印薄壁金屬零件，而且能（néng）打（dǎ）印出大壁厚差的金屬零件，省去了（le）傳統鍛壓機的（de）成本（běn），通過計算機直接控製成形路徑，降（jiàng）低了設備投資和原材料成本。
目前，由（yóu）“智能微鑄鍛”打印出的高（gāo）性能金（jīn）屬鍛件，已達到2.2米長約260公斤。現有設備已打印飛機用（yòng）鈦合金、海洋深潛器、核電用鋼等八種金屬材料，有望（wàng）改變國際（jì）上由西方國家領導（dǎo）的（de）金（jīn）屬絲3D打（dǎ）印格局。
藍光英（yīng）諾
藍光英諾-3D生物打印技（jì）術促進人工（gōng）血管內皮化
藍光英諾向全球發布了由（yóu）其團隊承擔的3D生物打印促進人工血管內皮化的研發項目取得的重大突（tū）破：
全球首創依托幹細胞生物墨汁技術構建的3D生物打印血管成功植（zhí）入恒河猴體內，實現血管再生（shēng）。這標誌著在世界範圍（wéi）內3D生物（wù）打印技術在臨床應用的開啟，同時將引領幹細胞（bāo）製造組織（zhī）、修（xiū）複器官的再生醫學新時代。
廣（guǎng）州（zhōu）邁普再（zài）生醫學
廣州邁普再生醫（yī）學-具有4D效應（yīng）的脊柱側凸內固定矯正裝置
脊柱側彎（wān）疾病有（yǒu）個特點，每個病（bìng）人的脊柱變形都不盡相同，側凸角度、旋轉角度、脊椎骨形態、側凸（tū）位置及對周邊影響、脊柱旁軟組織（zhī）結構都不盡相同，臨床醫生有個性化器械的需求。
4D效應就是3D打印材料自動變成為預設的模型，廣州邁普再生醫學通過3D打印激光（guāng）燒結打印技術製備鎳（niè）鈦基記憶合金材（cái）料骨架，在得到的鎳鈦基記憶合金材料骨架（jià）上沉積熱塑性（xìng）材料從而製備熱塑（sù）性材料外殼或者單獨製備熱塑性（xìng）材（cái）料外殼再將鎳鈦基記憶合金材料骨架（jià）與熱塑性材料外殼組合，其中所述鎳鈦基記憶合金材料骨架的（de）定位孔與所述熱塑性材料外殼的定位銷進（jìn）行（háng）配合，從而得到功能單元。
鉑力特（tè）
鉑力特的光柵-鎢
眾所周知（zhī），稀有金屬是國家的重要戰略資源，而鎢材料是典型的稀有金屬，具有極為重（chóng）要的用途。但 鎢材料的硬度高，脆性大，導電性差，機加工（gōng）困難，采用傳統的減材製造工藝（yì）難以成形形狀複雜的零件。
鉑力特經過多次研究試驗，研製出專（zhuān）門針對難熔金屬和高導熱高反射金屬（shǔ）的專用3D打印裝備BLT-S300T，有效地（dì）解決了以上問題，打印（yìn）出了鎢合金零件，並且工藝參數（shù）穩定，成形良好（hǎo）。該零（líng）件整體采用薄壁結構，最小壁厚僅0.1mm。
鉑力特的複雜流道的尾噴（pēn）管（guǎn）-銅
銅（tóng）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（SLM）過程吸收率低，因此成形效率低、冶金質量難控（kòng）製。
鉑力特通過（guò）大量（liàng）的試驗，研製出專門針對難熔金屬（shǔ）和高導熱（rè）、高反射金屬的專用3D打（dǎ）印設備BLT-S300T，成功製備（bèi）出銅材料零件——銅合金尾噴管。
該零件的內（nèi）外（wài）壁之間設計了50條隨形冷卻流道（dào），增大冷（lěng）卻接觸表麵積，降（jiàng）低溫度達到快速（sù）冷卻的效果，有效提高（gāo）了（le）零件的工作溫度。該零件是國內首件大尺（chǐ）寸選區激光熔化銅合金尾噴管，突破了銅材（cái）料（liào）的激光成形技術，實現了複雜流道（dào）的銅材料製造（zào）工藝（yì）。
