医学3D打印

医学3D打印（精选12篇）

医学3D打印 篇1

0引言

3D打印技术诞生于20世纪90年代,最初应用于制造业、工程及航空航天模型设计等领域。随着3D打印材料和控制技术的发展,研究人员不再满足这种先进技术只局限在原型制造和模具生产等方面,开始向更广阔的领域拓展,特别是在医学领域的实践应用和发展前景引起了全球的广泛关注。

1 3D打印技术

1.1 3D打印技术概念

3D打印是一种快速成型技术,其核心是数字化、 智能化制造与材料科学的结合[1]。其主要通过计算机控制,采用分层加工、叠加成型的方式来“制造”产品。3D打印不像传统的机械加工那样需要模具或原胚,而是通过打印一次成型。3D打印开创了制造业的崭新时代,被英国The Economist杂志誉为第三次工业革命的重要标志之一[2]。

1.2 3D打印技术原理

3D打印是快速成型装置利用纸层叠和光固化等技术,将设计产品分为若干薄层进行印刷,其工作原理类似喷墨打印机[3]。首先通过计算机三维建模软件绘制模型数据,然后将模型数据转化为3D打印能读的G代码文件,再导入专业打印机进行打印。 打印以粉末状金属或塑料等可黏合材料为原料,在设定好的成型区域内先喷涂一层黏合剂,再喷涂一层成型材料,如金属或树脂粉末,二者黏合后迅速凝固成一个薄层,这样反复交替、层层叠加,最终把计算机设计好的模型“打印”成实物。

1.3 3D打印技术特点

任何一项新技术的问世,都有其明显的优势和不足,3D打印技术也不例外。

1.3.1 3D打印的优势

(1)打印精度高。目前上市的主流3D打印机精度基本控制在0.3 mm以下,个别精度较高的可实现600 dpi的分辨率,打印厚度只有0.01 mm。(2)生产周期短。3D打印可在数小时内快速精确地将计算机中的数字模型打印出来。(3)满足个性化需求。理论上讲,3D打印机能打印出计算机设计的任何形状的模型。(4)节省材料。3D打印因其增材制作的特性在生产中不会产生边角料,通过摒弃生产线降低了成本,提高了材料利用率。

1.3.2 3D打印的局限性

(1)打印精度受限。3D打印技术发展到现在,虽然有了很高的精度,但还不能实现一些特殊精密产品的打印,如照相机镜头等。(2)使用材料范围有限。 基于目前3D打印机的成型原理,仅可使用金属粉末、无机粉料、光敏树脂、塑料等,像衣服纤维这样的特殊材料还显得无能为力。(3)打印尺寸受限。3D打印应用范围虽然广泛,但对军工、航空航天和航海等领域所需要的大尺寸零部件来说暂时还难以实现。

1.4 3D打印技术应用范例

随着3D打印技术的发展,一些具有划时代性质的3D产品已经在工业制造、文化艺术、航空航天和生物工程等领域相继问世。2010年11月,世界上第一辆3D打印汽车“Urbee”问世;2011年8月,世界上第一架3D打印飞机由南安普顿大学的工程师开发完成;2012年11月,苏格兰科学家利用人体细胞首次用3D打印机打印出人体肝脏组织[4];2013年10月,全球首次拍卖一款名为“ONO”的3D打印艺术品,11月,美国德克萨斯州奥斯汀的3D打印公司 “固体概念”(Slid Concepts)设计制造出一支3D打印金属手枪[5]。在我国,由北京航空航天大学和沈阳飞机设计研究所等单位研制生产的钛合金大型整体主承力构件荣获2012年度“国家技术发明一等奖”,使我国成为目前世界上唯一实现该构件成功装机工程应用的国家[6]。这些高科技产品推动了3D打印技术的发展,使其进入一个新的时代。

2 3D打印技术在医学领域的应用

随着3D打印技术的发展和成熟,这一新兴的科技成果开始进入医学领域,在医学模型制造、组织器官再生、临床修复治疗和药物研发试验等领域得到了广泛应用。

2.1医学模型制造

医学模型在基础医学和临床实验教学中的用途十分广泛,用量也大,但是用传统方法制作医学模型程序复杂、周期长,同时由于部分模型的原材料多为石膏等,在使用过程中极易损坏。利用3D打印制作医学教学用具、医疗实验模型等用品不仅避免了上述问题的出现,同时还可以根据实际需要对一些特殊模型实现个性化制造。据报道,美国一家医院的医生们在给一对连体婴儿实施头颅分离手术前,为了确保安全,他们先用3D打印制作出这对婴儿的连体头颅模型,参考模型对手术方案进行优化,最后不仅手术获得成功,而且时间也由以往的72 h缩短至22 h[7]。由此可见,3D打印技术在医学模型制造方面给医患带来了福音。

2.2组织器官再生

人体组织器官替代物一直是临床医学上的一个难题,很多患者为此而丧失生命。随着科学技术的发展,3D打印人体器官已经成为可能。2013年,美国军方资助的3D打印皮肤和肾脏研究取得突破[8]。德国研究人员也利用3D打印技术制作出柔韧的人造血管,这种血管可与人体组织融合,不但不会发生排异,而且还可以生长出类似肌肉的组织。这些成功案例表明,解决当前和今后人造器官短缺所面临的困难不再遥远。

2.3活体细胞培养

3D打印实现安全稳定的细胞培养和器官移植尚有相当长的距离,但并非不可实现。利用3D打印技术,科学研究人员制造出能模仿生物细胞特性的水滴,他们把这些水滴通过3D打印组装成凝胶状物质,这种物质既能像神经细胞束一样传输电信号, 又能像肌肉组织那样弯曲,给修复和缓解器官衰竭带来了新的希望[8]。令人惊喜的是,荷兰特温特大学的研究人员也利用纳米3D打印技术制造出了最小的用于培养细胞的金字塔[9]。

2.4临床修复治疗

利用3D打印技术制作的医疗植入物能够更好地融入人体,改善对患者的治疗效果。2014年3月, 解放军第四军医大学第一附属医院(西京医院)对3名骨肿瘤患者实施3D打印钛合金假体植入手术治疗,对他们不同部位的骨骼缺损进行修复,均取得良好疗效。其中,3D打印的钛合金肩胛骨假体和锁骨假体临床应用为全球首例,骨盆假体临床应用为亚洲首例[10]。同年8月,北京大学第三医院骨科完成世界首例应用3D打印技术人工定制的枢椎椎体,为一位12岁的小患者实施寰枢椎恶性肿瘤治疗,为肿瘤切除后颈椎结构重建技术开辟出一条崭新途径[11]。

2.5药物测试研发

现阶段,大部分的药物测试主要是通过实验动物来完成,其药理作用难以得到准确反馈。利用3D技术打印的人体肝脏、肾脏和特定细胞组织用于新药测试后,不仅可以真实模拟人体对药物的反应,得到准确的测试效果,而且还能在很大程度上降低新药的研发成本。2012年,3D生物打印公司Organovo向一个专家实验室交付了第一个3D打印肝组织产品用于药物测试。弗吉尼亚州雷斯顿Parabon纳米实验室的研究人员也在使用纳米级3D打印技术逐分子地制造药物,以对抗致命的脑癌胶质母细胞瘤[12]。

3 3D打印技术在军事医学中的应用

现代战争是高技术条件下的局部战争,高新武器对人员造成的打击和创伤会更加严重,如何提高战伤救治水平、保持部队战斗力是军事医学研究的重点。3D打印技术可在战伤肢体修复、骨骼结构重建、 烧伤治疗和间隔综合征救治等方面发挥重要作用[13]。

3.1肢体修复

军队参加战争或非战争军事行动如军事演习、 抗洪抢险、抗震救灾等,都会对广大指战员的身体造成损伤,特别严重的有可能致残。作为军事医学研究的一项重要内容,就是如何在战创伤救治中通过医学修复技术恢复伤员的肢体功能,而不是截肢。3D打印技术可用于外周神经管道与合成材料的研发、 复合组织移植瓣的构建以及四肢与指趾的组织工程修复等,对伤病员恢复肢体功能有很大帮助。

3.2骨骼重建

在战争、军事演习或训练中,由爆炸伤造成的骨骼和组织缺损历来是战场救治的难点。3D打印技术在医疗领域的发展应用给这一难题带来了曙光,它不仅可以打印出颅面合成骨、可植入性软组织,就连难度很大的工程骨组织植入、自体细胞软骨培育都可以通过3D打印来实现。

3.3治疗烧伤

在执行任务中,烧伤不仅给参加军事行动或抢险救灾的指战员带来身体上的痛苦,也会给他们心理上造成难以愈合的创伤。通过3D打印技术制造用于活体皮肤扩增的计算机控制生物反应器系统和可促进伤口愈合并减少瘢痕形成的多功能生物支架、 组织工程皮肤制品以及用于皮肤再生的人工蛋白生物材料等,都对治疗烧伤有着不可替代的作用。

3.4综合征救治

战创伤对伤病员造成的危害很大,如果不能及时采取外科措施进行干预,很容易使他们患上间隔综合征,严重者可能会发生血管、肌肉和神经等器官永久性死亡,导致终身致残。通过3D打印技术制造的可降解弹性聚合支架和特异诱导性生物支架,对肌肉干细胞微创治疗和肌肉组织再生有很大帮助, 可以促使血管、肌腱和神经功能尽快得到恢复。

4 3D打印技术在我国医学领域的发展规划

虽然3D打印技术已经在医疗领域获得成功应用,但直到目前仍受限于造价高、速度慢、精准度不高等因素,临床应用还比较少。为了促进这一科技成果在医学领域的快速发展,2014年9月,由中国电子信息产业发展研究院等3家单位联合召开了“3D打印与生物医疗器械产业化推进会”,陕西渭南被确定为全国医学3D打印技术创新产业基地[14],为3D打印的产业化、集群化发展奠定了基础。与此同时, 我国编制的第一部关于3D打印技术的产业发展规划《国家增材制造产业发展推进计划(2014—2016年)》,也对3D打印技术在医学领域的发展从医用3D打印材料的研发生产、医用3D打印装备的研制、 医用3D打印装备应用进程和加强医用3D打印人才培养4个方面作出了规划。该发展规划提出在未来2 a内要充分依托科研机构和高校进行医用3D打印材料研究,扶持优势企业进行3D打印材料研发生产,研制具有自主知识产权的3D打印装备,完善医用3D打印装备市场准入等方面的政策法规, 支持医疗机构建立医用3D打印技术临床应用研究中心进行学术交流,以推动我国3D打印技术在医疗领域的健康快速发展。

5结语

作为一项新兴科技产业,3D打印技术在医疗领域产生了深远影响,推动了医疗卫生事业的快速发展。随着3D打印技术的进步和完善,其在医学领域的应用范围会越来越广泛,打印精准度和材质适应性也会越来越高,适合个性化的3D医疗康复产品也将应需而生,使人们真正享受到科技发展带来的高品质生活。

医学3D打印 篇2

在进行3D打印之前，必须依靠前端的建模软件进行设计创建三维数据模型，常见的三维CAD设计软件有国外的Solidworks，NX，国内中望3D等。由于中望3D具有灵活的自由曲面混合建模功能，能满足企业进行精确设计的需求，而且在版本中加入了直接输出到“3D打印机”(Print3D)的功能，让用户非常方便快捷地与3D打印机交互，快速打印.轴承效果图完工见左上图，即重要的前端三维CAD数据模型已创建完毕，接下来要实现3D打印。

由于3D打印是一种快速成型技术，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，前提是必须以数字模型文件为基础，因此，需要通过前面的产品建模三维CAD数据模型创建完毕，接下来可用3D打印机把模型打印出来：

第一步：由于3D打印文件格式为STL，首先将设计好的模型图纸用中望3D输出转为STL格式。中望3D有完整的输入输出数据接口，专用于与3D打印软件无缝接合。选择“文件”操作界面上的“3D打印”按钮(如下图)，可以自动切换到专用3D打印软件界面，无需手动转换STL格式，进行3D打印编程工作，

第二步：把轴承STL文件输入到3D打印机对应的打印管理软件，由于3D打印机有一个最大打印尺寸，可以根据打印机的可打范围对产品的位置、放置方向、比例大小和打印属性进行调整。

Objet公司的3D打印机可以通过Objet Studio打印管理软件来对打印产品进行输出前的产品调整并指定打印材料。相关设置完毕就可以输出到3D打印机进行实际的产品打印。

可以根据实际需要对零件调整比例，从上图可知原始大小已经适合打印操作，调整产品放置位置，放置在打印工作台范围内。

指定对应的打印材料。

第三步：通过输出打印机功能实现打印操作。

从上图可以得知打印加工所需时间04:17、产品重量166g、承托重量85g，所需材料总重量为251g，最后待打印机完成打印。如下：

便携式3D 解密3D打印笔 篇3

知识扫盲——了解3D打印

3D打印顾名思义就是可以打印出和现实生活中的物体一样的打印技术，它实际上是添加剂制造技术的一种形式。3D打印首先在电脑上预先建立打印物体的3D模型（可以通过3D扫描，或者内置模型建立），接着电脑会将打印指令传输到打印机，3D打印机接收到指令后就会根据模型参数，使用打印机内置的胶管喷嘴将打印材料（包括耗材和介质，如胶水和粉末）按照模型的架构一层层打印并固化，最终形成3D实物（图2）。

让3D随时实现——Polyes Q1打印原理探秘

通过上面的介绍我们知道，传统3D打印主要是由电脑、打印机、耗材组成，在打印之前需要建模，然后再分层打印。而Future Make Technology公司开发的Polyes Q1打印笔外形就像一支大号钢笔，无论是体积还是结构都和传统3D打印机大相径庭（图3）。那么3D打印笔是怎么实现3D打印的呢？

首先来了解一下3D打印笔的组成，通过对3D打印笔的拆解可以看到，常见的3D打印笔的内部结构其实十分简单，主要就是由挤出头（负责将打印材料挤出）、控制马达（调整出料转速），还有温控（负责将材料融化）组成，它的结构和我们日常使用的热胶枪非常类似（图4）。

不过Polyes Q1的结构和一般打印笔略微不同，因为它使用的材料是液体的感光树脂，通过光固化技术实现材料的固化，因此在内部增加了保存液体材料的导管和可以实现光照的LED光源或 UV 光源。

那么Polyes Q1怎么来实现3D打印？如上所述，3D打印实际上是添加剂制造技术的一种形式，打印出来的三维对象是通过连续的物理层建出来的。3D打印笔的工作原理和3D打印机是一样的，它也是通过挤压出特定的耗材，然后在三维空间依次分层涂抹形成三维物体。

因此，Polyes Q1的具体操作就像是我们使用毛笔在空中“画”3D物体，不同的是这根“笔”不用沾墨汁，而是用可以快速成型的感光树脂，当我们“画”出某种形状的物体后，通过感光树脂固定就形成了3D物体。下面以Polyes Q1宣传视频中打印蝴蝶标本为例。

首先要在脑海中规划好这只蝴蝶的形状，接着开启Polyes Q1挤出装置，Polyes Q1里面的感光树脂就会自动流出。由于它使用光固化技术（SLA），当流出的打印液体在内置的LED光源或UV光源照射后，感光树脂会迅速固化成型（图5）。

这样我们可以先“画”出蝴蝶的的支撑，然后按照蝴蝶的形状依次分层涂抹（这个操作就类似3D打印机的分层打印），每次挤出的液体在光照的作用下都会迅速成型（图6）。

这样大家只要按照自己的意愿就可以“打印”出任意3D物体，当然如果是复杂的三维物体，操作者就需要一定的绘画功底，否则可能“打印”出来的就是一些四不像的产品。而且打印的时候一定要根据物体的实际形状规划打印顺序，这样才能打印出完整而且好看的3D物品（图7）。

从上面的操作可以看到，3D笔的打印和传统3D打印非常类似。不同的是，它无需建模（模型存在于用户脑海中，你想打印什么就在脑海中规划什么），打印指令则是你的手势，想打印什么就具体画什么。只要你发挥想象，几乎可以随意“打印”出任何你想要的东西（图8）。

3D打印笔不仅仅是好玩

显然3D打印笔的产品打印由于使用非常简单，而且结构简单、体积小巧，任何人都可以按照自己的意愿去打印任何东西。这对于培养孩子们的创造力当然有很大的帮助，可以让爱动手的每一个孩子都成为创客。

不过3D打印笔并非仅仅好玩。比如对于很多产品设计者来说，他们脑海中经常会闪出各种新奇的创意，如果按常规的思路是按部就班画平面图、生成实际效果图，然后再和自己的创意进行比较。现在如果有了3D打印笔，他们就可以立刻将自己的创意打印出来，看看实际的3D效果是怎么样的。

医学3D打印 篇4

手术技术和抗免疫治疗技术的发展,使器官移植变成现代医学的主流。同时,干细胞研究技术的进步,智能生物材料和三维制造技术的发展,特别是以固态3D打印为代表的技术使得仿生器官和组织的制造在一定程度上解决了移植器官长期短缺的问题,科学家和医生们可按需定制和培养可替代的生物器官。而开源软件计算法则和共享控制硬件平台降低了3D打印技术的成本,让更多的用户能够使用这项技术。简单地说,3D生物打印技术是基于3D快速成型技术的基本原理,将需要的细胞放置相应位置,细胞外基质分布在细胞周围,支持细胞的多种功能,为将来植入器官做铺垫[1]。

1 3D生物打印技术的种类

3种最常见的生物打印技术是喷墨生物打印、挤出生物打印和激光生物打印。

1.1 喷墨生物打印

喷墨生物打印是一种非接触技术,喷墨生物打印机主要包含2个打印头,一个放置生物墨,墨水主要包含细胞和其他生物因子的生物材料,另一个打印生物纸,主要成分为水凝胶,用作细胞生长的支架。喷墨生物打印技术能够以数字控制、高流通量、单细胞操纵的方式运输和创造生物仿生组织,制造2D或3D结构。喷墨生物打印技术是目前制造密集复杂血管系统组织的最优解决方法,其分为2种类型:热注入式和压电式。热注入式喷墨打印:在打印头加热,产生压力脉冲迫使生化墨滴从喷嘴中喷出[2]。加热温度可达到300~400℃,但这种高温的持续时间很短,导致温度最终至多上升4~10℃,因此不会对生物分子的稳定性和细胞活性及功能造成影响。热注入式喷墨打印机成本较低、打印速度快。缺点是在喷射方向和墨滴尺寸方面缺乏准确性,对生物材料和细胞造成温度、机械上的压力及造成喷嘴堵塞。压电式喷墨打印包含一个压电晶体,基于对电压的反应,在打印机头内产生声波,这种声波有助于将打印机头的液体打破成为小墨滴,并定期进行喷射。以可调节阵列的方式结合的多重声波射器可促进同时打印不同细胞和不同类型的生物材料。但压电式喷墨打印机的工作频率是15~25 k Hz,有可能会引起细胞损伤[3]。

总的来讲,喷墨3D生物打印能够制造出高分辨率(20~100μm)的组织或器官结构,能够根据需要控制墨滴尺寸、密度和沉积率。但因生化墨水的高黏度性(含有蛋白、水凝胶及活细胞),不能够有效进行墨滴传送。如使用较低黏度材料的生化墨水用于3D生物打印,制造出来的3D支架显示出较低的机械性能和较低的耐久性[2,3,4]。3D喷墨打印较成功地应用在皮肤和软骨的再生中。喷墨生物打印不仅促进原代细胞和干细胞的沉积,在组织伤患处,通过生物相容性化学反应和UV光敏引发剂的交联,仍维持着较高的细胞活性和功能。尽管上述提到一些短板,但3D喷墨打印在组织工程方面发挥的作用是无价的,除此之外,多用性和低成本也是其应用率较高的原因之一[5]。

1.2 挤出生物打印

3D挤出生物打印是最常见的生物打印方法之一,其特点是经济实惠。挤出打印机包含温控生物材料分配系统,打印平台能够沿着X-Y-Z轴移动,包含由光纤照亮的沉积区域用来激活光敏引发剂,一个压电设备控制的湿度调节器和可控的摄像头。与喷墨打印不同的是,挤出打印过程是使生物材料产生连续的水珠,并沉积在2个维度/方向,由计算机辅助设计与制造(CAD-CAM)软件引导,沉积层作为随后添加层的底层,打印平台随着Z轴移动,形成3D结构[6]。通过控制气压水平或注射泵的位移,挤出的水凝胶量是可以调整的[7]。

3D挤出生物打印的优缺点包括:高黏度生物材料,例如水凝胶、生物相容性聚合物和细胞球能够通过微型喷嘴进行打印,因此,众多的生物材料能够用于3D挤出打印。但一些研究指出,3D挤出打印细胞存活率较喷墨打印低,为40%~86%,细胞存活率随着挤压压力的升高而降低,因此多用于非细胞材料的打印。同时,在打印过程中,让组织工程器官达到高生理细胞密度是一个重要的目标,3D挤出打印的一个优势是能够沉积高密度的细胞。挤出生物打印在制造主动脉瓣和分支血管方面有较大的优势[7,8,9]。

1.3 激光生物打印

激光3D生物打印机由带焦点系统的脉冲激光束构成,它的工作原理是激光引导的顺向迁移。和喷墨、挤出生物打印相比,激光生物打印的应用不是太广泛,主要鉴于其成本较高,但激光生物打印能够提供较高的细胞可靠性和分辨率,因此其在组织和器官工程方面的应用呈持续增长趋势。虽然激光生物打印能够制造较高分辨率的器官和组织,但也有可能发生低细胞存活率的问题。但经常发生在喷墨打印技术方面的问题,例如细胞或材料堵塞喷嘴的问题,在激光生物打印中不存在。另一个优势是,激光打印兼容多种黏度的生物材料,在打印哺乳动物细胞时不会对细胞活力和功能产生过多的影响[10]。

2 3D生物打印在再生医学中的应用现状

2.1 细胞打印

一个小的打印机喷头足够打印高分辨率的细胞。虽然生物打印在细胞打印领域有许多成功案例,但统计显示,打印过程仍会造成一定的细胞损伤或死亡。由于细胞打印过程中的热力和机械压力,细胞有可能受损,细胞的表型(生物化学和生理特性因环境因素发生改变)有可能改变。因此,对细胞存活率、凋亡、热休克蛋白的制造、细胞膜损伤的综合评价是确认生物打印安全的关键所在,也是衡量生物打印平台和系统的关键指标。目前,由惠普公司改良的热喷墨打印机,喷射出的不同细胞浓度决定不同的细胞存活率为85%~95%[11,12]。

2.2 微血管打印

虽然组织工程的概念在十几年前就被提出来了,但目前的组织工程手段仍无法创建完全血管化的组织结构。使用组织工程方法构造的厚组织需包含血管,单独用生物的方法,例如血管内皮生长因子或培养血管细胞的方法并不尽如人意。随着细胞打印的出现,研究人员能够利用适合的生化墨水(人类微血管内皮细胞和纤维蛋白支架)将细胞和支架用层层叠加的方法构建起来,精确地制造人类微血管。喷墨生物打印机可同时沉积人类微血管内皮细胞和纤维蛋白支架,为了使沉积过程达到最佳状态,纤维蛋白打印的墨水和生物纸成分需经过严格仔细的评估[11]。打印后,微血管孵化10~15 min完成交叉耦合和提升细胞黏附。再经过3周的孵化后,人类微血管内皮细胞自行在纤维蛋白通道中排列成序,并繁殖融合。共焦激光扫描图像显示,打印的人体微血管系统呈管状结构,内皮细胞在打印的纤维蛋白通道中形成容器状的结构,这就显示了这种打印的、激增的内皮细胞具有血管再生功能[11,12]。

2.3 软骨打印

软骨损伤主要和骨关节炎、老龄化、关节损伤有关,是引起关节痛的主要原因。因为软骨的无血管性和淋巴性,成熟的软骨不会自动愈合,临床最常见的软骨损伤治疗方式包括微骨折手术、自体软骨细胞移植等,但这些治疗手段都不足以长期维持健康的软骨。虽然关节软骨被认为是最早可以设计和制造的组织,但目前的软骨组织技术难以制造出与原生软骨组织在带状组织、细胞外基质构成和机械特性上相似的组织。除此之外,软骨修复最常见的方法是移除健康软骨组织周围的受损部位,但这种方法会引起健康软骨组织坏疽,导致软骨退化和植入组织的失败[11]。生物打印技术能够在损伤处,以接近原生软骨组织解剖结构的方式直接修复软骨组织。打印机能够精确地在软骨损伤处层层叠加地置入关节软骨细胞和聚乙二醇双甲基丙烯酸酯,使打印的软骨组织和现有的原生软骨组织整合,修复不同程度的损伤[12,13]。

2.4 骨打印

虽然骨被认为是自我修复力较强的组织,但当修复超出临界尺寸时,人类身体在没有外界干预的情况下不能完全修复骨损伤。大量的骨质疏松主要是由肿瘤切除造成的,高强度的创伤是骨修复和骨植入的主要原因。骨自体移植和异体移植的性能受限于普通修复手术,因此,按需重塑并植入新骨而修复、维持和提升功能的组织工程骨变得越来越有吸引力。骨组织工程的主要方法是通过合成、再生、修复、保持,提升其在活体内的功能,成功运用骨组织工程能够避免自体或异体移植所带来的问题。3D打印支架是骨组织工程不可缺少的一部分。支架为三维生物可溶性结构,可模仿细胞外基质特性,并为活体中的细胞黏附和刺激骨组织的形成提供模板。除此之外,孔径大小、孔径体积和机械强度也是决定支架性能的重要参数。对于骨组织内生长来说,联通孔隙度是很重要的,开放和联通的孔隙使得营养和分子能够运送到支架内部,促进细胞的生长、血管形成和垃圾物质的清除。多孔支架可用多种方式制造,例如:气体发泡、溶剂铸造、盐析、热感应分离、冷冻干燥、泡沫凝胶等。然而,孔径、形状、连续性等特性用上述方法难以得到控制,对于特定的骨损伤,用以上方法制造多孔支架也较难达到。此种支架可以通过计算机辅助设计制造支架的复杂形状,再通过3D生物打印技术实现[14]。

3 展望

基于目前生物打印技术的发展,至少需要几年或者几十年的研究,3D打印才能制造出高阶段功能的器官,并满足道德、法律的要求及人类最终需求。目前,3D打印应用较成熟和广泛的领域包括:(1)在化妆品工业中,打印人造皮肤应用于实验。(2)3D组织结构或微小器官,能够模仿肾脏或肝脏组织的重要部位,用于测试系统毒性和有效筛查高流通性药物。(3)体外肿瘤组织模型的打印,用于术前手术方案制定,研究肿瘤的渗透、增长以及转移等[15]。

3D打印技术 篇5

基本概念

3D打印机出现在上世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。它与普通打印机工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。这打印技术称为3D立体打印技术。

原理

3D打印是添加剂制造技术的一种形式，在添加剂制造技术中三维对象是通过连续的物理层创建出来的。3D打印机相对于其他的添加剂制造技术而言，具有速度快，价格便宜，高易用性等优点。

3D打印机就是可以“打印”出真实3D物体的一种设备，功能上与激光成型技术一样，采用分层加工、迭加成形，即通过逐层增加材料来生成3D实体，与传统的去除材料加工技术完全不同。称之为“打印机”是参照了其技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。随着这项技术的不断进步，我们已经能够生产出与原型的外观、感觉和功能极为接近的3D模型。说的简单一点，3D打印是断层扫描的逆过程，断层扫描是把某个东西“切“成无数叠加的片，3D打印就是一片一片的打印，然后叠加到一起，成为一个立体物体。

应用领域

汽车制造业,医疗

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“3D打印”火了 闽企跃跃欲试

一股“3D打印热”从美国股市传至国内A股市场，“3D打印技术”受到资本追捧；福建已有企业涉足该领域

国外艺术家用3D打印机“打印”出了一个小型3D城市，里面的建筑物非常精致（资料图）

东南网-海峡都市报8月31日讯（记者 林可 周锡银 文/图）将一项产品设计转化为3D数据，录入3D打印机，添加合适的“墨水”后，就能直接打印出实物——近日，一股“3D打印热”从美国股市传至国内A股市场，不少涉及3D打印领域的企业股价连创新高。

3D打印技术为何受到热捧？3D打印机如何使用，主要应用于哪些领域？普通居民现在能买到3D打印机吗？福建制造企业有没有掌握这一技术？带着这些问题，本报记者多方调查，为您揭开“3D打印”的面纱。

市场动向

有望改变制造业“3D打印”成资本宠儿 美国两家3D打印机生产商8月股价大幅上扬，这股“3D打印热”烧到国内A股市场，涉及3D打印领域的企业股价连创新高。由于3D打印需运用到激光技术，我省一些生产激光晶体元器件的上市企业，股价业有不小涨幅。

“3D打印”为何成为资本宠儿？据业内人士介绍，3D打印受到热捧，是因为该技术有望改变制造业形态。

据介绍，“激光3D打印”，又叫选择性激光烧结（SLS），即快速成型技术，其原理是将一项产品设计转化为3D数据，然后将这些数据录入3D打印机，使用合适的添加剂进行逐层打印，然后叠加到一起，成为实物。由于3D技术可自动、快速、直接、准确地将产品设计直接转化为实物，因此将有效缩短产品研发周期、提高产品质量并缩减生产成本。3D打印技术在美国已经产业化，在国内也已起步。

受益“3D打印热”一闽企股票大涨

受益这轮“3D打印热”，福建上市公司——福晶科技的股价也有不小涨幅。前日，该公司股价涨停。据了解，公司主营业务属于光电子产业，是全球领先的非线性光学晶体与激光晶体元器件制造商。由于3D打印需要运用到激光技术，因此该公司股价上涨。

昨日，记者从南京、深圳等地3D打印机制造商处了解到，购买3D打印机的福建买家现在还不多。许多经销商表示，他们对3D打印的前景保持乐观态度。他们认为，由于掌握“3D打印”后，制造企业可有效缩短产品研发周期、提高产品质量并缩减生产成本，作为制造业大省，福建加工制造类企业也需要掌握3D打印技术。

输入数据就可打印出实物

昨日，记者电话采访了国内一家3D打印机制造商——南京紫金立德公司。该公司销售代表介绍，他们公司的3D打印技术是以色列的，目前国内自主掌握3D打印技术的企业较少，能批量生产全套设备的大厂家也只有几个。蔡先生说，3D打印机是按照所使用的添加剂划分的，有塑胶的，也有金属的，而他们公司制造的3D打印机，使用的是pvc膜。据介绍，紫金立德制造的3D打印机，可将按照电脑里的3D数据，将pvc膜进行切割、叠置，然后烧结成实物。打印出的产品坚固耐用，可以在上面打孔、抛光。

据介绍，除“打印”茶壶等不太复杂的生活用品外，3D打印机还能“打印”齿轮、螺丝钉、涡轮增压零件等工业用品。

蔡先生告诉记者，目前，3D打印机主要用于工业设计、制造等领域。传统的制造技术，需要专门“开模”，时间周期长，单价高，而3D打印机的特点是，只要你提供产品设计及数据，过两三个小时，就能拿到实物，省时省力。

3D打印用的是“固态墨水”

据了解，3D打印机与普通打印机，最大的区别是“墨水”，3D打印机的“墨水”，也就是添加剂，从液态转成固态，如塑胶、硅、金属粉等。

目前的3D打印机，分堆叠法打印与烧结法打印，原理基本都是多层分片打印，而堆叠、烧结只是成型

技术的区别。堆叠法只能成型塑胶、硅之类的添加剂，对固化反应速度有要求，而烧结可以用激光的高温对金属添加剂进行处理加工。

“我们的打印机，主要通过打印喷头，按照3D图片，进行堆叠。”昨日，浙江一家3D企业市场部有关负责人陈女士告诉记者，3D打印首先要有一个设计图片，然后将文件录入，准备好打印需要的添加剂，就能够开始直接打印了，3D打印机通过打印喷嘴开始从打印底盘一层层堆叠，过不了几分钟，就能打印出实物成品。

便宜的3D打印机只要三千多元

3D打印机哪里有售？记者发现，福州市面上还并没有3D打印机专卖店，但3D打印机在部分购物网站有售，价钱在几千到几万元不等，最便宜当数个人打印机，定价在3000多元。

据了解，国内的3D打印机，按照打印机的喷头数量定价，比如，单喷头的3D打印机，要近4000元，双喷头的打印机则要7000多元。单喷头与多喷头的区别主要在于，在打印中，双喷头可以打印两个颜色的实物，而单喷头只能打印一个颜色的实物。

深圳一家3D打印机厂商的负责人刘先生表示，他们的打印机出口较多。陈女士也表示，他们公司的产品主要都是销往美国、澳大利亚等国家，国内需求还不够旺盛，主要是因为国内对3D打印机的认知、普及还不够高。

许小曙

湖南华曙高科技有限责任公司 总经理

许小曙，1990年毕业于美国科罗拉多矿业大学，获得博士学位。

早在1996年，就曾因在CH-46直升机相关研究项目中“史无前例的杰出工作”，荣获了被誉为“应用科学的诺贝尔奖”的“美国科学技术创新奖（R&D 100）”。该奖项用于奖励每年在世界范围内评选100个最杰出的科技成就，是世界应用科学中的最高奖项。

自1997年以来，在美国DTM公司和3D Systems公司工作12年，先后担任先进制造主管，软件开发总监及高级顾问等职务，是SLS SinterStation 2500+, Vanguard, HiQ and Pro 系列设备实现产业化过程的原创者之一。2011年4月，许博士被国际分层制造行业权威协会AMUG-Additive Manufacturing Users Group授予终身成就奖（“Dinosaur Award” ——恐龙奖）。该奖项用以表彰在SLS和SLA领域做出长期卓越贡献以及具有领导力的人士，全世界仅十余人获此殊荣。他在业内被认为是目前世界上最了解该技术的人，有“SLS之父”之美誉。

许小曙博士2010年回到中国，成立湖南华曙高科技有限责任公司，研发和推广拥有中国自有知识产权的SLS设备，材料及相关服务。

王运赣

上海富奇凡机电科技有限公司 董事长、教授

王运赣，华中科技大学教授、博士生导师，上海富奇凡机电科技有限公司董事长，20世纪90年代初开始致力于快速成形技术的研发，主编出版了11本有关快速成形/3D打印技术的专著，拥有12项中国专利，所在公司已批量生产和销售具有自主知识产权的7种快速成形设备。

入门级开源3D打印机项目技术简介

更多内容前往：个人3D打印机小站

简介

三维立体打印的技术。三维立体打印机，也被称为快速成型打印机。它是利用普通打印机的原理，将打印机和计算机连接起来，把原料装入机身，通过计算机的控制，用激光注射器将原料一层一层累积起来，最后将计算机上的蓝图变成实物。

3D打印机在90年代中期就出现了。在过去十年里，它已经被设计师、工程师以及科学家用来制造一次性的机械产品以及模型。他们通过一层一层堆积的液体和粉末来生产物体。助听器生产部门利用3D打印机扫描患者的耳朵轮廓后复制出合适的助听器；汽车定制公司也在利用这套设备为汽车爱好者提供专门的汽车部件；消费电子产品厂商用它来完成对产品功能的设计，以避免在大规模生产后修改设计；医生用它来制造实习模型；博物馆用它复制真品，以避免参观者损毁真品。

但是，这套机器价格不菲，每套大约需要10万美元。最近几年，价格下降到约1.5万美元。如此昂贵的费用也只有大型公司才能负担。

本项目的目标是为了制造出价格在1000美元之内的桌面3D打印机，方便设计师，工程师，科技人员甚至是普通爱好者的使用。

市场前景

三维打印机不仅使立体物品的造价降低，且激发了人们的想象力。未来三维打印机的应用将会更加广泛。

3D打印技术最突出的优点是无需机械加工或任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,从而极大地缩短产品的研制周期,提高生产率和降低生产成本。这项技术目前正迅猛发展,已越来越引起人们的广泛重视。

3D打印机在哪些领域使用有何用处3D打印技术作为一种高科技技术，综合应用了CAD/CAM技术、激光技术,光化学以及材料科学等绪多方面的技术和知识，让产品设计、建筑设计、工业设计、医疗用品设计等领域的设计者，第一时间方便轻松的获得全彩色实物模型，便于重新修定CAD设计模型,从而节省了为错误设计制造工艺装备的费用,并节省了研制时间。

随着技术的进步，现在3D打印机在电影动漫、气象、教育、外科医疗等领域都能发挥独特的作用。在教育领域，3D打印机能够将抽象概念带入现实世界，将学生的构思转变为他们可以捧在手中的真实立体彩色模型，令教学更为生动；在建筑领域，3D打印机能够为曲面异形建筑的重要精密构件快速制作精确模型，实现传统建筑模型制作无法达到的工艺水平；在工业生产领域，3D打印机可以为金属铸件直接打印模型、模型插件和图案；在地理空间领域，3D打印机可以轻松将GIS数据转化为三维地形及城市景观模型或沙盘；而在娱乐艺术领域，3D打印机还可根据电子游戏、三维动画以及其他创作产生的三维数据轻松制作自定义头像和雕像。

但如果要将3D打印机像电脑一样应用到我们普通消费者的生活中，还存在一些具体的问题：首先是购买成本问题，不同三维打印机的报价相差很大，但依旧徘徊在几万到几十万人民币，这个数字对家庭用户来说，不如去买套房子；其次是打印材料问题，3D打印机的成型材料多是采用化学聚合物，在这里，我们不仅仅是担心它的后期使用成本问题，而且如果要让它融入我们的家庭生活，那么这种材料是否安全将是一个很重要的参考因素。

不过我们还是期待，随着技术的不断进步，这些我们担心的问题都会迎刃而解，3D打印机会在未来像照相机、扫描仪一样进入千家万户，为我们的生活增添无穷乐趣。优势

我们拥有一套完整的实现低成本3D打印机的系统方案，该方案设计制造的3D打印机可以满足设计师，工程师，爱好者们的基本需要，并且在价格上大大低于昂贵的快速成型系统。能够实现每位设计师，爱好者或者是个人都能够拥有一台3D打印机的梦想。

技术规格

使用技术 FFF(熔融纤维制造)/热塑挤压

尺寸 500 mm(W)x 400 mm(D)x 360 mm(H)重量 7.0 kg 打印范围 200 mm(W)x 200 mm(D)x 140 mm(H)打印耗材原料 PLA,、HDPE、ABS等，使用3mm直径细丝 耗材价格 PLA:195元/kg，HDPE:97元/kg，ABS:150元/kg 打印速度 每小时构建实心物体为15.0 cm3(使用PLA测试, 其他材料都差不多)精度 喷嘴直径0.5毫米，最小打印2毫米的物体，定位精度0.1毫米，每层厚度0.3毫米

硬件部分 控制芯片

主板芯片 Arduino

上图所示的主板是整个系统的核心控制部件。其核心是一片Sanguino，它是一块Arduino兼容的主板由一块ATMEGA644P芯片驱动。

Arduino是源自意大利的一个开放源代码的硬件项目，该平台包括一片具备简单I/O功效的电路板以及一套程序开发环境。Arduino可以用来开发可独立运作、并具互动性的电子用品，或者也可以开发出与PC相连的周边装置，同时能在运作时与PC上的软件进行沟通。Arduino平台由两部分组成：硬件（包括微控制器、电路板等）和软件（编程接口和语言）。平台的两个部分都是开源的。如果需要，您可以下载 Arduino 的图表、购买需要的所有独立部件、切割电路板并从头开始制作一个电路板。

同样地，Arduino 旨在提供一个简单的界面和一个将所有功能集于一身的包，同时尝试提供其他优点： 低成本

可以从头开始构建便宜的 Arduino 板，并且预组装的组件十分便宜。Arduino Diecimila 花费大约 35 美元。跨平台软件

获得适用于 Microsoft Windows、Mac OS X 和 Linux 的 Arduino 软件。简单的语言

Arduino 开发人员尝试使语言可以被初学者轻松掌握，但是对于高级用户足够灵活。开放源码

Arduino 从上到下完全是开源的。如果需要构建或修改软件，您可以随意执行。此外，Arduino 的官方 Web 站点包含丰富的维基，其中的代码样例和示例都是免费共享的。

Arduino成本低功能强大的特点，满足了低成本3d打印机项目的需求，是理想选择。

该主板连接了所有的周边扩展，用来驱动整个3d打印机，其中包含了3个步进电机接口，还有四个RJ45接口用于连接挤压控制电路板，该电路板用于控制打印头，此外主板上还配备一个SD卡插槽及ATX电源接口。以下为该主板最新版本的电路原理图：

步进电机控制板

该电路板用于控制步进电机，通过两个极限开关来获得输入。基于Allegro A3982 步进电机驱动。此步进控制芯片价格和性能上都有相对的优势，满足3D打印机低成本和功能充足的特性。

以下为该电机驱动板最新版本的电路原理图：

打印头控制板

该电路板由PWM驱动板，DC电机驱动板，温度传感板，RS485接口和一块Arduino组合而成。该板用于控制在打印过程中的材料输出。以下为该打印头驱动板最新版本的电路原理图：

机械结构

整个设计结构包含了多种材料，以下为罗列的部件名称： 部件名称 备注

长棒 8mm直径，镀锌表面铁棒 轴承 皮带

挤压部件(打印头)螺丝、螺帽、五金、DIY扣件 轨道扣件 步进电机 NEMA 17 或 NEMA 14 PCB/集成电路

装配部件 3D打印制作，使用设计的3D数据

厚、薄钢板 4mm-6mm 厚，至少 42cm x 40cm 螺柱 轨道扣件

构造组件

使用3D设计软件将3D打印机上的各个部件进行设计，并使用快速成型技术来制作这些部件。部件罗列见下图：

由 3D打印服务 提供打印制作。

软件部分 控制系统固件 控制主板和打印头控制板为整个3D打印机系统的核心部分，两个控制芯片都采用开源Arduino硬件。可以通过Arduino平台方便的进行控制固件的编程和安装。

打印机软件

打印程序用于将设计好的STL格式文件转换成打印机可以读取的格式，并将该格式文件的数据信息传给打印机。打印机固件识别此格式3d数据信息，通过控制芯片来，进行打印输出。

我们使用一套通用的3D打印机程序与打印机固件进行交互通信，输入的文件格式现在仅支持STL，绝对多数的3D设计软件支持此格式的输出，因为设计师可以不需要使用额外的软件来输出需要制作的3D模型。

该打印机软件使用Java，可以用于Windows, Mac, Linux 多平台。

打印机软件界面截图：

原料耗材 材料选择

材料 单价 规格

PLA 195元/kg 3mm细丝 HDPE 97元/kg 3mm细丝 ABS 150元/kg 3mm细丝

打印案例

下图为3D数据与打印结果的展示图：

Magicfirm MBot 3D打印机

耗材决定能力边界—3D打印技术原理

3D打印技术在原理上并不复杂。与传统制造业在材料上做减法不同，它奉行的是加法守则。要打印一个东西，你首先要有一张3D立体图，配套的软件会把这张图上的物体进行一系列数字切片，并将切片信息传送到打印机，打印喷头立刻启动，根据切片信息，一层层极薄地堆叠出立体物件。

在这一核心“秘笈”指导下，不同打印机有不同的流派打法，而使用的“墨水”则是其中的关键。

在北京北五环外永丰科技园的北京计算中心，一台售价160万元人民币的Objet3D打印机，已经在这里服务一年有余。这台双缸洗衣机大小的银灰色打印机，使用光敏树脂耗材，这是一种遇紫外线照射会立刻变硬的特殊材料，另外一种支撑材料也必不可少。在电脑的三维数据图像的控制下，打印机的六个喷头以16微米的厚度，一层层喷出液态材料，物体的部分使用光敏树脂，其余部分则喷出填充材料，每喷一层，就进行一次紫外线照射，液态材料随即变硬。

打印完成后，最初从打印机肚子里拿出的是一个立方体，需要再给它洗个澡，冲去填充材料，打印的东西就“水落石出”了。

Stratasys公司使用的则是一种叫做“熔积成型”的技术，整个流程是将一根粗的塑料绳，在喷头内熔化液体，一层层沉积塑料纤维成型。还有一些系统使用粉末微粒作为打印介质，最常用的是石膏粉，粉末微粒被喷撒在铸模托盘上形成一层极薄的粉末层，然后由喷头喷出的液态粘合剂进行固化，或者用“激光烧结”，熔铸成指定形状。耗材的扩展，决定了3D打印机的能力边界。

受到耗材的限制，3D打印最初的应用主要局限在样品制作。汽车零部件制造商或齿科医生在完成一个产品设计时，往往需要用一台3D打印机在几个小时内打印出其设计的产品，反复修改后再投入到规模化的生产线制造，这种样品制作方式相比传统的模型制作极大地节约了时间和材料成本。

随着可供打印使用的耗材的不断拓展，3D打印也逐渐具备了制作成品的可能。这是3D打印技术一个质的飞跃，这种变化在最近两年才逐步发生。2011年，钛合金和不锈钢材料的使用，使波音公司开始用这种技术直接打印飞机机翼，当然这种打印机的体型和价格都在另一个层级上。

目前，仅Objet一家公司已经可以使用14种基本材料并在此基础上混搭出107种材料，两种材料的混搭使用、上色也已经是现实。这些材料的价格便宜的几百块（人民币）一公斤，最贵的要4万元左右。

打印手枪、药物、建筑—盘点2012十大3D打印产品

3D打印颠覆了人们创造东西的能力，让人们将自己的想法转化成电脑上的虚拟模型，将产品制造这项专利从企业领域交还到个人手中。设计癖网站带我们一起回顾过去一年中曾报道过的3D打印产品： 1、3D打印手枪

2、Replicator 2台式3D打印机

3、Go!SCAN 3D白光3D扫描仪

4、按需打印药物3D分子打印机

5、LAYWOO-D

6、MIT廉价专业3D打印机

7、voxeljet连续3D打印机

8、可打印建筑物的“喷石”3D打印机 9、3D打印砖

3D打印：打出未来？ 篇6

它不仅可以打印一件玩具、一幢建筑，甚至可以打印出人体器官等，这并非天方夜谭，而是一种新兴技术——3D打印。

3D打印技术最早可以追溯到上世纪80年代，但直到2012年，属于它的春天才姗姗来迟。2012年4月，英国《经济学人》认为3D打印技术将与其他数字化生产模式一起，推动第三次工业革命的实现；美国也把3D打印技术作为其制造业再次重生的新希望。而在中国，更是力推3D打印技术产业发展规划，在2013年初宣布3D打印产业荣获“国家科技进步奖”，并将其摆在产业领军者的地位。

3D打印外冷内热

3D打印的主要原理是应用粉末状、液态及线性的金属或塑料等可粘合材料，通过多层打印的方式最终可以打印制造出产品，形成数字化制造生产的模式。北京太尔时代科技有限公司（以下简称太尔时代）创始人之一兼总经理郭戈，师从清华大学机械工程系教授颜永年，从事3D打印的研发。他们看到了其中的商业化前景，并于2003年创办太尔时代。郭戈说，“人们说的3D打印在过去叫做快速成型制造，起初主要面向工业级客户。而近几年这一技术已经向快速制造和满足消费级客户的需求进一步发展。”

3D打印最大的优势在于“不需要模具”，并适于“结构复杂、数量不多、但传统技术加工有一定难度”的制造生产。与传统方式相比，3D打印由于不需要生产线，它降低了生产成本，也极大地减少了材料的浪费，用料甚至只有原来的十分之一。目前主要应用于产品设计、快速模具制造、铸造、医学等领域，其中消费电子、汽车、医疗分别占20.3%、19.5%和15.1%。另外，3D打印具有更显著的优势是：有了3D打印，设计师们只需几小时就能将脑子中的创意转化为实物，可以有精力更加专注于设计环节；有了3D打印机，无需仅为一两个小零件花费高昂的成本重开生产线，它可以有效降低小批量生产的成本。全国政协委员、江苏省社会科学院院长、党委书记刘志彪在接受本刊记者采访时表示，“当前对于生产量极少，但却是高度个性定制化的产品，3D打印最能凸显其特性。”

但是，郭戈也谈到，3D打印虽然有很多技术优势，但由于分层制造，台阶效应导致精度不够等，在成型质量方面都会影响客户的体验。另外，3D打印机并不是一个生产型的设备，其研发的高成本导致社会的需求量在整体上仍较低，所以在国内市场的推广应用，依然是一个比较缓慢的进程。

从工业到消费

对于一些概念股的炒作，有些纯属鱼目混珠，而不可讳言的是，能打印各种项目的3D打印技术是有真材实料的。目前，3D打印进入商用时代，在海外3D打印产业链逐渐形成、各巨头攻占全球市场之时，中国本土公司也纷纷试水，争夺制造业新兴生产力的高地。

郭戈回忆说，“太尔时代步入行业领域初创期时，一年可能也就仅有两三百万的销售收入，至此一直在努力降低3D打印的成本。随后太尔时代针对3D打印市场的策略也开始转变。”

在3D打印的产业链上，不仅有像太尔时代这样的打印机生产者，还有上游领域的原材料供应商和相关软件提供商，并有更多的公司在这个新兴行业细分环节试水掘金。由中关村管委会牵头和太尔时代进行3D打印项目合作的北京数码大方科技股份有限公司，在产业链中居于上游，主要负责3D打印大工业数据软件的设计。数码大方品牌总监郑茵女士在接受记者采访时谈到，“虽然我们公司的主营业务是针对大型工业企业用户，但3D打印是未来发展的一个大方向。”在3D打印产业链关键的两个方面分别是体现核心技术的软件和打印机，一方面是新材料的应用。这决定了未来能否实现低成本，影响3D打印市场更广阔的开拓。

面对众多企业投资本进入3D打印产业领域跑马圈地，而资本涌入以及媒体舆论作用，3D打印产业链内竞争力渐强之际，郭戈表示，“或许现在会存在一个泡沫环境，并且依靠一个企业单薄的力量并没有办法来打破它，但是我们目前需要搞清楚，在技术方面，太尔时代是比较领先的，在这样的环境中更要脚踏实地地去开拓市场。”2012年底，美国《MAKE》杂志对现有全球流行的15款个人3D打印机的多个方面做了权威公测，太尔时代的UP！Plus3D打印机在综合排名中高居榜首。

太尔时代市场部经理郭峤表示，“海外市场一直是既成熟又空缺的状态，公司从2010年上市就一直不松懈的主抓这一市场，就目前累计的销售数据来看，个人消费级产品约90%出口至海外市场。”

投资应避免狂热化

“与其过于乐观地说3D打印技术将引领‘第三次工业革命’，还不如说有助于推动产业升级更为实际。”刘志彪说道。3D打印技术虽然会重整发达国家制造业竞争力，但是短期内难以颠覆整个传统制造业模式。他还分析说，对3D打印产业这个正在兴起的成长产业，在实现产业化进程中，还要正视一些亟待解决的关键问题，主要包括：产业市场需求的培育；产业核心技术以及应用材料的革新等。过去发展新兴产业过程中的经验教训证明，一旦政府的全部注意力被某个或某几个热点新兴产业吸引，那么必然造成投资过度、产能过剩和盲目重复竞争，“当前全球3D打印产业尚处于发展的初级阶段，对其过分追捧是不明智的。”

在3D打印产业中进行软件技术开发以及设备生产的相关企业而言，他们更为未来产业市场发展发出急迫的呼吁。郑茵说，“在3D打印相关的厂商之间，更多地需要政府给我们搭台唱戏，使上下游产业链内的厂商可以联合起来，合作并推广，这样才能把产业做大。”

刘志彪认为，“中国已经成为全球制造业最大的国家，以3D打印为主的智能化产业将会彻底改变制造的模式，因此国家更需要着重关注这项产业，否则会在整个制造业模式发生根本性变革的时候，遭到毁灭性的打击。”于是，他在今年两会期间提出了加快3D打印等战略性新兴产业的相关议案。他强调，在个性化需求逐渐占据主导地位的消费时代，3D打印产业化显然会对中国这样的制造业大国产生巨大的影响。

郭戈表示，“上世纪90年代，国家在3D快速成型这方面，投入的资本还比较多。但在2000年之后很长一段时间，国内的研发是比较停滞的。当前，产业链内的相关企业不仅会需要国家政策制度方面的扶持与资本投入，更需要社会资本积极良性地涌入。从国家层面上，更大鼓励一些高精尖设备的发展。当然，实际上调子还不宜提得过高。”

医学3D打印 篇7

三维打印 (Three Dimension Printing, 简称3DP) 属于一种快速成型 (Rapid Prototyping, 简称RP) 技术, 它由计算机辅助设计 (CAD) 数据通过成型设备以材料逐层堆积的方式实现实体成型。“三维打印”在技术界也叫“增材制造”、“自由成形”、“快速成形”或“分层制造”等[1]。三维打印起源可追溯于上世纪八十年代, 1984年查尔斯·赫尔发明了将数字资源打印成三维立体模型的技术, 并于1986年成立了3D Systems公司, 开发了第一台商用立体光敏3D打印机, 1988年, 斯科特·克伦普发明了熔融沉积成型技术 (FDM) 并于1989年成立了Stratasys公司, 随后在2012年合并以色列3D打印公司Objet。3D Systems和Objet是目前世界上最大、最先进的两家3D打印公司。我国清华大学颜永年教授于1988开始研究3D打印成型技术, 华中科技大学王运赣教授以及西安交通大学卢秉恒院士等, 纷纷于上世纪90年代起就开始涉足3D打印成型技术的研究。

1998年, 清华大学的颜永年教授又将3D打印成型技术引入生命科学领域, 提出生物制造工程学科概念和框架, 并于2001年研制出用于生物材料快速成型的3D打印设备, 为制造科学提出了一个新的发展方向--生物制造。生物制造的一个重要手段即是生物3D打印。生物三维打印是以活细胞 (living cells) 、生物活性因子 (proteins and bio-molecules) 及生物材料 (biomaterials) 为基本成形单元, 设计制造具有生物活性的人工器官、植入物或细胞三维结构, 是制造科学与生物医学交叉融合的新兴学科, 它是目前3D打印技术研究的最前沿领域, 也是3D打印技术中最具活力和发展前景的方向[2,3]。

1 3D打印技术的分类

目前比较典型的3D打印快速成形技术主要分为三种[4]:

1.1 粉末粘结3D打印光固化材料3D打印与熔融材料3D打印

粉末粘结3D打印是目前应用最为广泛的3D打印技术, 其工艺过程如下:首先, 在工作平台上均匀铺洒单位厚度的粉末材料;其次, 依据实体模型离散层面的数字信息将粘结剂喷射到粉末材料上, 使粉末材料粘结, 形成单位实体截面层;再次, 将工作台下降一个单位层厚;最后, 重复第一步至第三步, 逐层堆砌, 形成三维打印产品。其存在缺点是, 通过粉末粘连成形的零件精度和强度偏低, 一般需要后续工艺提高其强度, 但后续处理工艺会导致零件体积收缩, 变形严重。

1.2 光固化3D打印 (光敏三维打印)

该技术使用液态光敏树脂作为原料制作零件模型, 光敏材料三维打印成形基于喷射成形技术和光固化成形技术, 喷头沿X方向往复运动, 根据零件的截面形状, 选择性喷射光固化实体材料和光固化支撑材料形成截面轮廓, 在紫外光照射下光固化材料边打印边固化, 层层堆积至制件成形完毕。但其应用于骨骼类产品打印的主要缺点是, 当前具有生物活性的骨骼类材料如羟基磷灰石, 生物玻璃等材料自身不是光敏性材料, 需与光敏材料混合使用, 因此影响产品的生物活性在打印后将受到很大影响。

1.3 熔融材料3D打印成形

熔融材料三维打印成形基于熔融涂覆成形 (FDM) 专利技术, 分别加热两种丝状热塑性材料至熔融态, 根据零件截面形状, 选择性涂覆实体材料和支撑材料形成截面轮廓, 并迅速冷却固化, 层层堆积至制件成形完毕, 其原理与光敏材料3D打印成形类似[16]。目前熔融材料三维打印成形, 可采用由磷灰石和骨骼所需的有机盐配置而成的骨水泥, 不需要额外添加紫外光照射固化所需的光敏介质, 有利于保证材料后续的生物相容性和生物活性。但由于挤压式喷头的喷嘴处压力大, 容易造成阻塞现象, 因此对喷嘴和材料浆料的粒径要求较高。

除三维打印外, 应用比较广泛的商业化快速成形工艺还包括立体光刻成形 (SLA) 、选择性激光烧结成形 (SLS) 堆叠、实体制造 (LOM) 、熔融堆积成形 (FDM) 等, 但这些工艺大多需要配备价格昂贵的激光辅助系统, 且成型工艺实质上还是类似于上述三种材料叠加-固化技术。因此, 三维打印技术被认为是最具生命力的快速成形技术, 发展潜力巨大, 在医学中的应用前景广阔, 其推广应用将对传统的医疗产品生产模式带来颠覆性的影响。

2 三维仿生重构建模技术的发展

基于医学图像的三维重构建模技术是生物3D打印技术的重要研究内容之一。3D打印生物构件的实现首先需要在计算机环境下有效重构和建模, 生成可用于驱动打印喷头的指令数据进而操控成型设备实现产品成型。随着医学影像技术的发展, 人体组织的二维断层图像数据可以方便地获取以进行医学诊断和治疗。但是, 二维断层图像只是表达了某一截面的解剖信息, 医生可以凭经验由多幅二维图像去估计病灶的大小及形状, “构思”病灶与其周围组织的三维几何关系, 可三维打印设备却无法根据这些断点数据进行立体三维成型, 因此, 基于医学图像的三维重构建模技术是生物3D打印技术的重要前驱步骤。

由于CT或MRI等检测设备扫描得到的二维图像信息不能直接用于快速成型, 只有通过专用软件将二维断层图像序列重建为三维虚拟模型, 并生成为快速成型机可以接受的STL (Stereo Lithography) 格式图形文件, 才能最终制造出生物产品三维实体模型。近十多年来, 欧美等发达国家的科研机构对于医学图像三维重建的研究十分活跃, 其技术水平正从后处理向实时跟踪和交互处理发展, 并且已经将超级计算机、光纤高速网、高性能工作站和虚拟现实结合起来, 代表着这一技术领域未来的发展方向。

在市场应用领域, 国外已经研制了三维医学影像处理的商品化系统, 其中, 比较典型的有比利时Materialise公司的Mimics、美国Able Software公司的3D.Doctor和VGstudio MAX。在国内, 中国科学院自动化研究所医学影像研究室自主开发的3D Med是基于普通微机的三维医学影像处理与分析系统, 系统能够接收CT、MRI等主要医疗影像设备的图像数据, 具有数据获取、数据管理、二维读片、距离测量、图像分割以及三维重建等功能。清华大学计算机系研发的人体断面解剖图像三维重构系统能给外科手术中的影像诊断提供一定的参考。中国科技大学在应用Delphi开发三维重构软件的研究上取得了很好的成果。国内企业也研发了一些三维医学影像处理系统。如西安盈谷科技有限公司“Accu Rad TM pro 3D高级图像处理软件”于2005年4月投入市场。它能对二维医学图像进行快速的三维重建, 并能对临床影像的数据进行科学有效的可视化和智能化挖掘和处理, 为临床提供更多有价值的信息。但目前国外优秀软件如Mimics、3D Doctor、VGStudio Ma X等的价格非常昂贵, 且其技术严格保密。国内的产品大多没有自主知识产权和成熟的商业应用模式。

3 3D打印技术在生物医学工程中的应用

3 D打印技术在生物医学工程中应用广泛, 其应用领域大致包括:

体外器官模型、仿生模型制造;手术导板、假肢设计;个性化植入体制造;组织工程支架制造;生物活体器件构建以及器官打印;药物筛选生物模型等。如图1所示为3D打印在生物医学工程中的各种应用情况[5,6,7]。

3.1 体外器官模型、仿生模型制造。

该类应用主要用于医疗诊断和外科手术策划, 它能有效地提高诊断和手术水平, 缩短时间、节省费用。便于医生、患者之间的沟通, 为诊断和治疗提供了直观、能触摸的信息, 从而使手术者之间、医生和病人之间的交流更加方便。

3.2 手术导板、假肢设计。

该类应用便于订制精确的个性化假体, 实现个性化医疗需求。根据患者缺损组织数据量身订制的假肢, 可提高假肢设计的精确性, 提高手术精确度, 确保患者的功能恢复, 减少患者的痛苦。

3.3 个性化植入体制造。

人体许多部位的受损组织, 需要个性化定制。如人类面部颌骨 (包括上下颌骨) 形态复杂, 极富个性特征, 形成了个体间千差万别的面貌特点。人类的头颅骨, 需要准确与颅内大脑等软组织精确匹配扣合, 人体的下肢骨、脊柱骨等会严重影响患者今后的步态及功能恢复。因此这类修复体可通过3D打印技术实现个性化订制和精确“克隆”受损组织部位和形状。

3.4 组织工程支架制造。

如通过3D打印技术设计和制备具有与天然骨类似的材料组分和三维贯通微孔结构, 使之高度仿生天然骨组织结构和形态学特征, 赋予组织工程支架高度的生物活性和骨修复能力。

3.5 生物活体器件构建以及器官打印。

此方面的应用大多涉及活体细胞的生物3D打印技术。细胞三维结构体的3D构建可以通过活细胞及其外基质材料的打印构建活体生物器件。如英国赫瑞瓦特大学和一家干细胞技术公司合作, 首次将3D打印拓展到人类胚胎干细胞范围。这一突破使得利用人类胚胎干细胞来“打造”移植用人体组织和器官成为可能。美国康奈尔大学研究人员最近在其发表的研究论文中称, 他们利用牛耳细胞在3D打印机中打印出人造耳朵, 可以用于先天畸形儿童的器官移植。

3.6 药物筛选生物模型。

药物筛选指的是采用适当的方法, 对可能作为药物使用的物质 (采样) 进行生物活性、药理作用及药用价值的评估过程。作为筛选, 需要对不同化合物的生理活性做大规模横向比较, 因此有研究人员指出通过3D打印技术, 精确设计仿生组织药物病理作用模型, 可以使人们开在短时间内大规模高通量筛选新型高效药物。最近, 四川大学联合加州大学圣地亚哥分校等科研机构, 通过3D打印技术设计了一款肝组织仿生结构药物解毒模型 (如图1-c) , 该研究成果发表在最近一期的Nature Communications上, 受到3D打印研究领域的广泛关注。

3D打印在生物医学工程中应用: (a) 3D打印磷酸钙骨组织工程支架; (b) 3D打印细胞、活体器官构件; (c) 3D打印肝组织仿生结构药物解毒模型。

4 结束语

三维打印技术正处在蓬勃兴起的阶段, 3D打印技术在生物医学工程中得到了广泛的应用, 其应用以及发展现状表明:3D打印在体外器官模型、组织工程与再生医学、个性化医疗以及新药研发等方面展现出广阔的应用前景。抓住生物材料及植入器械的三维打印技术新一轮发展浪潮, 发展我国生物三维打印技术, 对发展我国生物材料医疗器械产业步入国际先进水平具有十分重要的意义。

参考文献

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医学3D打印 篇8

精于医道,为的是服务患者

贺西京院长从事骨科临床工作30年来,爱岗敬业,对技术精益求精,不图名利,不计个人得失。当年, 贺西京硕士毕业后留学瑞士, 他夜以继日地努力学习、 上手术、 写论文,不断提高自己的医学理论与临床技能。 破格晋升教授之后, 他又开始攻读博士学位;博士毕业后, 又赴澳大利亚布里斯班Holy Spirit Hospital骨科学习脊柱外科微创技术与细胞治疗研究理论。作为学科带头人,他带领骨科团队不断努力、创新,提高医疗水平。他用自己的经历告诉人们:他所有的努力和付出,为的都是患者。

2015年7月, 西安交通大学第二附属医院骨二科(脊柱外科) 收治了一例罕见的极重度脊柱侧后凸畸形患儿———13岁的小女孩婷婷(化名)。 十余年前,无意间发现婷婷的脊柱向侧后方弯曲,进行性加重,而且背部出现一个很大的罗锅畸形,曾去国内多家知名医院求医,终因风险及难度极大而放弃治疗。 后来,婷婷的家长打听到西安交大二院贺西京教授治疗脊柱的疑难病、复杂病有丰富的经验, 便慕名而来。

因患儿脊柱畸形严重,脊柱向外成角超过160度, 而且胸廓畸形,心肺功能严重受影响,手术难度与风险极大,不宜直接做手术矫形。 经专家讨论,先采用头颅及双下肢骨牵引术,将弯曲礓硬的脊体牵长、拉软。在持续牵引2周后,胸廓畸形、椎旁肌肉僵硬等情况得到较大改善。尽管这种牵引对患儿而言十分痛苦,但得到了患儿及家长的理解与配合,为手术的顺利进行做好了准备。

手术由贺西京教授及李浩鹏主任主刀,并邀请有丰富麻醉经验的李有才教授负责麻醉,在严密的诱发电位全程监护下施行全脊柱截骨矫形术。 即将脊椎一节节打断、截骨,再重新排列、固定。 因脊柱畸形严重,仅靠常规固定方式无法完成, 只能凭经验探索进行,并多次进行术中透视, 确保矫正角度。 因手术创伤大、时间长、出血多, 术中患儿多次出现心率加快、 烦燥等症状,通过及时输血、补充血容量后好转。 在完成椎体截骨时, 脊髓也要完成近120度的变位,此时极易损伤神经,风险极大。 神经损伤会造成患儿终身瘫痪,双下肢丧失运动、感觉功能,并出现大小便失禁等,因此要求术者一定要心细,操作要轻、准,并通过诱发电位, 及时反复监测神经传导速度,判定神经功能。 在手术、麻醉及护理人员的紧密配合下,经过近10小时紧张、细致的手术,手术取得成功。矫形由患儿颈后部到腰下段的脊柱全段,缝合30余针,术中输血1800毫升,术中矫正脊柱畸形角度约120度;术后患儿即可平卧, 背部的罗锅畸形显著改善,双下肢感觉、运动良好,自解小便,身高由术前的130cm增加到145cm, 患儿及家属对手术效果非常满意。

心系社会,彰显新时代白求恩精神

2010年青海玉树地震发生后,贺西京教授一接到救护伤员的指令,便立即带领该院救护队第一个到达救治点,接收了首批伤势最重的45名伤员。

藏族女孩次央帕姆左小腿坏死,肾功能衰竭,生命垂危,必须进行截肢手术才能保住生命。但因民族风俗, 她本人和家属坚决不同意截肢。事态紧急,刻不容缓,贺西京教授多次耐心解释,并请来既往截肢的患者现身说法,对术后的恢复、 假肢的应用都做了详尽的解说,在得到藏族姑娘默许后,贺西京教授果断手术,挽救了次央帕姆的生命。 玉树地震一周年前夕,贺西京教授再次带队到玉树回访伤员。 以次央帕姆为代表的40多位伤员向他们送上了洁白的哈达,感谢贺西京教授和交大二院挽救了他们的生命……

在当前医改不断深入的大背景下, 交大二院先后指定帮扶安康、户县、府谷、定边、子长等基层医院。贺西京教授多次到基层医院指导工作,有力促进了受帮扶医院的发展,经常在安康、户县两家指定帮扶医院开展义诊、门诊、查房、 手术等工作,使两家医院的医疗质量和管理水平均有了大幅度的提高。 由于贺西京院长工作出色, 2010年受命对原卫生部部长陈竺医改定点联络的府谷县医院和定边县医院开展对口帮扶,2011年又增加了原卫生部党组书记张茅医改定点联络的子长县医院开展对口帮扶。 交大二院投入大量人力、物力对帮扶医院进行业务技术指导与管理支持,尤其是在建立规范的诊疗制度,医疗、护理常规与医院科学管理方面,给予了重点支持和培养。

值得一提的是,在2012年春节前后, 该院先后收治了在西安义务教学多年的日本老人山田茂和在西安创办“海星寄养之家”孤残儿童收养院的南非爱心女士阿曼达(Amanda)。 贺西京教授多次到病房看望他们, 亲自参与病情讨论,商定治疗方案。 两位国际友人的故事受到海内外广泛关注, 该院的义举也收到了良好的社会效益。

首创3D打印钛板经口寰枢椎复位融合固定术

作为国家重点专科学科带头人, 贺西京院长擅长上颈椎的前、 后路手术、环脊柱截骨治疗脊髓压迫与畸形手术, 治疗了大量脊柱、 脊髓损伤,颈、腰椎间盘脱出及椎管狭窄、脊柱脊髓畸形、臀肌挛缩症以及多种临床疑难病、 高危病, 具有丰富的临床经验。

近年来,贺西京教授带领团队与香港大学苏国辉院士、美国罗切斯特大学Wise教授等世界著名学者合作开展的同种异体嗅鞘细胞移植治疗脊髓损伤的实验研究与临床应用,取得了一定进展。 该疗法具有一定的临床疗效,改善了截瘫患者的生活质量,目前仍在进行深入研究。 同时,他还带领团队进行上颈椎非融合方法减压固定的探索与研究及人工颈椎前路可动固定的临床前期研究。其主持的可动人工颈椎的研究已达世界先进水平;经过10余年的动物实验、生物力学研究, 取得了初步的成果; 发表了数十篇SCI国际论文,而且获得10余项国家专利和国际专利, 取得了拥有独立知识产权的、 国际上广泛认可的科研成果。目前经过伦理学论证,已经将其研制的 “人工颈椎—椎间复合体” 试用于临床,并在推广应用过程中。

2015年, 该科室收治了1例特殊的上颈椎疾患患者。患者病情复杂, 常规治疗方法无法解除痛苦。 贺西京教授大胆创新,在国际上首创3D打印钛板经口寰枢椎复位融合固定术取得成功———患者王某某,男,49岁,陕西省眉县人,5年前无明显诱因出现左上肢麻木、乏力,无其他部位不适,未予重视。入院4个月前就诊于国内某知名三甲医院的知名科室,行头颅MRI示“寰枕融合,颅底凹陷,小脑扁桃体下缘变尖,颈2椎体下缘脊髓内异常信号源,考虑缺血灶”。该知名三甲医院行“后颅凹减压术”, 术后患者症状无明显缓解。 3月前上述症状逐渐加重,逐渐出现全身麻木乏力, 患者又于多家医院求诊,均因病情特殊,治疗棘手,未予治疗。 求诊无果后,患者得知交大二院骨二科贺西京教授、李浩鹏教授所带领的团队在复杂上颈椎畸形治疗方面有着丰富的临床经验, 便来求诊。

贺西京教授、李浩鹏教授接诊后发现, 患者四肢肌力减弱至4级,并伴有感觉减退,深反射活跃。 因患者已行后路手术治疗,解剖结构破坏情况不明,因此建议患者行颅颈交界处CT三维重建以明确局部结构,CT三维重建后应用该科室先进的3D打印机打印出患者骨骼模型,以明确患者病变并制定手术方案。

通过详细研读患者CT三维结构后发现,患者寰椎后部结构以及枕骨后方结构已经遭到手术破坏,而且枕骨与寰椎融合,寰枢椎之间脱位明显,右侧点状骨性融合。 经专家讨论后认为, 患者畸形明显,脊髓明显受压,且临床症状渐进性加重,必须尽早行手术减压治疗。但目前的现状是后方骨性结构破坏,已经失去了后路手术减压复位固定的机会;而且因为后方结构的破坏,寰枢椎之间由正常的平行关系变成了寰椎向枢椎前下方脱位并部分融合的交叉关系,即使行前路手术治疗复位,目前临床上也无合适的内固定材料能够直接应用于该患者;而且患者为复杂上颈椎畸形,前路手术也仅有一次机会, 如果手术失败,患者将面临生命危险。复杂的畸形要求术者必须有高超的医术、细致的操作技术、丰富的临床经验,更要有敢于担当的奉献精神。对此贺西京教授及李浩鹏教授认为, 患者已经饱受疾病折磨,必须拿出合适的方案来为患者解除病痛。他们经详细讨论后决定采用目前国际上先进的3D打印技术为患者个性化定制固定材料。

据贺西京院长介绍,3D打印技术近年来逐渐在临床中开始应用。此技术可与传统内固定相同的材料进行打印,并可根据患者特殊的解剖结构以及术者要求进行个体化制作,特别适合复杂解剖结构(如畸形,粉碎性骨折等)以及肿瘤切除后骨缺损等骨科治疗,所用材料的安全性以及稳定性能够得到充分保证。 经过细致的分析论证, 并与相关生产企业合作,为患者成功研制出一款个性化的符合此患者解剖形态的经口腔入路寰枢椎融合固定钢板, 植入患者体内,解除了困扰患者多年的痛苦。

通过查询文献及相关报道,目前尚未见有3D打印的钢板在脊柱外科中应用,在复杂的上颈椎的治疗中更是空白。该院骨二科的这一新技术不仅为该患者提供了最好的解决方案,更是科室在复杂脊柱外科疾病治疗经验的体现,能够开拓复杂脊柱外科疾病治疗的新篇章。贺西京教授及李浩鹏教授勇于创新的精神,与日前李克强总理主持的国务院先进技术与3D打印专题讲座中“要加快3D打印技术的应用”精神不谋而合,体现了其前瞻性。

科学管理助医院新时期腾飞

自2010年担任院长以来,贺西京不断强化以医疗工作为基础, 以科学化、规范化、人性化管理为手段的治院理念,使医院的医疗质量和服务水平稳步提升,医院的社会效益不断增强。在床位并没有增加的条件下,医院门急诊量逐年增加,平均住院日明显下降;住院病人数、手术量连年增长,医院呈现良性持续健康发展的趋势。

科学的管理主要取决于强化内涵建设,注重可持续发展。 贺西京院长认为,医院同人一样,必须要有内在的能量支撑着发展下去。 作为院长,为了进一步提高服务水平, 满足广大患者的求医需求,全天开放各类医疗服务,坚持首诊负责制,在全省首创并持之以恒坚持 “全年365天无假日门诊”制度,推行“三好一满意”、“创先争优”等系列化优质服务活动,使医疗服务进一步亲情化、程序化、规范化;此外加强医院内涵建设和文化建设,重视学科和人才培养,并坚持加强重点专科建设。目前,该院泌尿外科、 皮肤病专业为国家教育部重点学科;骨外科、消化内科、临床专科护理、地方病科、麻醉科、皮肤科、呼吸内科、耳鼻咽喉头颈外科、急诊医学科、中医科被评为国家临床重点专科建设单位,成为西北地区入选国家临床重点专科及受资助金额最多的医院。

在医患纠纷成为社会热点话题时,强化医疗质量和医疗安全就显得尤为重要。在贺西京院长带领下, 医院积极开展了合理用药、降低药占比、 缩短住院日等措施,减少患者支出。开展多项便民惠民服务, 如在全省率先开展无假日门诊,积极开展预约门诊、傍晚门诊和日间手术,医保“一站式”服务等。 优化诊疗流程,减少放射、B超检查、放疗等待时间,患者满意度明显提高。

在2010年原卫生部委托中国医院协会对全国41家大型三级甲等医院进行住院患者体验和满意度调查中,西安交通大学第二附属医院位列第九。 多年来,医院人均住院费用在陕西省同类大型三级甲等医院中最低。在陕西省卫生厅进行的全省二甲以上综合医院及部分其他医疗机构2011年一二季度临床路径管理工作情况通报中, 位列陕西第一。 这些举措为解决 “ 看病难、看病贵”问题,作了积极有益的探索。

此外,为了真正让患者在医院感受到家的温馨,西安交通大学第二附属医院开展专科护理,致力建设优质护理服务医院。 自2010年开始,他们积极参与原卫生部优质护理示范工程活动,使医院成为全国首批百家优质护理示范医院,取得了满意效果,2011年获得原卫生部 “优质护理示范工程优秀医院”荣誉。 同时,医院还成立了“西北地区UNA PICC资质认证培训中心”, 成为省卫生厅批准的陕西省ICU专科护士培训基地等,为陕西乃至西北护理人才的培养搭建了良好的平台。

有仁心,亦有仁术,才有可能成为一名好医生;廉洁奉公、求真务实、勇于开拓,才有可能成为一名好干部,这是贺西京教授做人做事一贯的信念。他用自己的一言一行表明, 他是一位深受患者爱戴, 广受同行好评,深得职工信任的好医生、好干部。我们相信,西安交通大学第二附属医院一定会在新时期成为新的典范!

专家简介

医学3D打印 篇9

这货专门配备了一个传感器, 一束用来识别声纹的激光扫过, 总统就开始演讲了, 侧面的播放控制也是用手势感应来激活。他们这些玩儿数字艺术的人想法的确是够创意啊有木有?其实这种记录声音的方式和老式的黑胶唱片的原理是一样的, 就是通过声音所形成的有特殊纹理、凹凸不平的波纹来转换成声音后实现的。但是用3D打印这么“高大上”的手段来实现, 并且正好是总统展望3D打印行业未来时的一段话, 如果3D打印真有了“工业革命”的节奏, 那这货的纪念意义就非凡了。

不过小猫还是接地气的想象, 以后家用的CD音响、MP3、4、5播放器是不是都要弱爆了?家里放个这玩意儿, 既美观又实用, 既然声音可以打, 那视频应该也差不多吧?以后出去旅游回来直接把视频打印成一座雕塑, 照着视频中那样回放一下, 太高大上了简直!

这是小猫第一次挂视频内容, 因为这么有纪念意义的消息不放视频你根本体验不到这个艺术品的魅力。所以一顿研究以后找到了这段视频, 猫友们局域网内可以欣赏一下。

3D打印势头强劲 篇10

自最初推出以来, 3D打印技术展区已经售出了超过3, 000净平方英尺的展区, 此后, 又将展区面积增加了25%, 以迎合参展商需求。新的技术展区目前共有9家参展商, 包括3D Systems、MakerbotIndustries、Sculpteo和Stratasys Inc.。

International CES及企业业务战略部高级副总裁Karen Chupka说道:“参展商的需求真正促使我们下决心推出该3D打印技术展区, 而该展区也正迅速成为业内最具活力、最具创新力的类别之一。

3d打印能否改变世界 篇11

“3D打印”这一词语在今年刚出现的时候，它只被很多人当做奇闻异事而已。但随着打印楼房、汽车甚至肾脏的新闻出现，它开始被各路媒体连篇累牍地报道。有关它的各路消息也越来越多，不知是3D打印在这一年确实发展神速，还是媒体将它捧成了明星。

其实，3D打印的概念早在几十年前就已提出。20世纪70年代，随着电脑3D设计的兴起，越来越多的设计师通过电脑软件就能设计三维物体。但要把设计的物体真正制作出来，就需要各类材料、加工技术和专门的工人。一旦需要修改，又得重新制作，费时费力。能不能像打印机那样，直接把模型喷出来呢？基于这一需求，3D打印最初的构想形成了。

1992年，美国斯川塔斯公司卖出了第一台商用3D打印机。它应用计算机软件设计出三维立体建模，然后进行打印。其打印的方法如同高等数学里的微积分一样，把立体的图形切分成无数个切片，打印机获取每个切片的信息进行打印，最后用一层层的切片堆叠出物体。

据亚洲制造业协会CEO罗军介绍，3D打印技术最早被称作快速成型技术。它制作物体的原理与打印机相似。最大不同就是“墨汁”不一样。平面打印机使用墨粉就够了。但3D打印机使用各种各样的材料，包括树脂、尼龙甚至金属。

中科院化学研究所研究员、新材料实验室主任宋延林告诉记者，任何材料只要能够变成半流体，并容易固化，都可以作为3D打印机的“墨汁”，比如沙石、食物甚至细胞。把它们通过高温或者激光的方法抽成丝状，就可以让打印机进行“喷墨”了。

“墨汁”材料的扩展，才使3D打印焕发生机。因为，如果只能用树脂、石膏，不过是方便设计师做模型而已。但各种材料都能使用，3D打印出来的就是实实在在的产品。

2011年9月，世界上第一辆“3D打印汽车”在加拿大亮相。名叫“Urbee”的汽车是一辆三轮、双座混合动力车，使用电池和汽油作为动力。虽然单缸发动机制动功率只有8马力，但由于其小巧轻便，最高时速可达112公里。

目前，打印房屋的试验正在美国南加州大学进行，该校教授比洛克·霍什内维斯说，一旦试验成功，打印一幢200平方米的房子，只需要20小时。

不仅如此，一些机构正在进行打印诸如皮肤、肌肉和血管片段等简单的活体组织的试验，在未来，如果3D打印机能够使用病人自身的干细胞制造出像肾脏、肝脏甚至心脏这样的大型人体器官，那么器官移植后的排异反应将会大幅降低。

如此看来，3D打印对世界的改变和影响似乎会是颠覆性的。无怪乎很多人将其称作第三次工业革命的标志。英国《经济学人》杂志给出了相对客观的评价：“伟大发明所能带来的影响，在当时那个年代都是难以预测的，1750年的蒸汽机如此……1950年的晶体管也是如此。而今，我们仍然无法预测，3D打印将在漫长的时光里如何改变这个世界。”

的确，3D打印在当下生活中能否使用，如何使用才更关系到我们自身。

我在家打印小模型，

他们打印出了飞机部件

3D打印的神乎其神，更多人是听说或者看到。普通人究竟能不能用？在工业制造中，它又运用于哪些方面呢？在宋延林看来，当前的3D打印应用于两个方向：民用方面，把3D打印当做工艺品的一种制造方法；在工业制造领域，则更多的是用来制作模型、模具来简化生产环节。

3000元即可打印

3D打印机有没有，或者是否普遍，问问电商就知道了。在淘宝上查询“3D打印机”，会出现数百条结果，价格从几千元到几万元不等，最便宜的要三千多元。难道，三千多元就能实现在家3D打印么？

杨阳是中软集团的软件工程师，典型的“技术宅”。他在北京参加了一个叫做创客空间的组织，其中一个项目就是3D打印。据他介绍，他们所使用的3D打印机就是几千元的“便宜货”，打个小东西，足够了。

机器只有一个桌子大小，有一个半透明的罩子，它连接电脑，快速“吐丝”，半个多小时的时间，一个塑料扳手就成型了。它不仅仅是个模型，在顶端还能转动，同真扳手一样，只不过是塑料制成的，强度造成其无法使用。

据杨阳介绍，打印这样的扳手，差不多需要一卷塑料。到耗材市场去买，差不多需要一两百元。而这样的打印机，几千元购买也可以，但对于他们这些“极客”而言，自己做出来更有成就。因为，国外早就把3D打印机的关键技术在网上公布了，不乏爱好者自己制作3D打印机。

这样的制作成本，一般家庭足以支付。只要有闲情逸致，打印个水杯、塑料盒还是挺有情趣且实上用的。不过事实上并没有那么简单。

图纸建模是关键

很多人都去关注制作的过程，而忘记了最核心的要素——“图纸”。电脑上需要有扳手的三维建模，才可能打印出来。而这样的建模并不是一般人能够做出来的，因为，并非每个人都能使用3D软件进行图像设计。

“其实，如果有兴趣，也并不太难，”杨阳介绍道，现在有不少国外的相关公司会把各种建模贴到网上，例如Tinkercad等网站。而且，它们使用起来并不复杂，一张照片或其他2D图片，都能通过程序转换成3D图像。还有一款名为Photofly的软件，只要有一张自己的照片，就能把自己生成3D建模，打印一个自己的人偶也并非难事。

虽然看似把3D打印与普通人拉近了一步，但也并不简单。如果没有十足的兴趣，一般的现代人不会花时间去钻研这件事。更何况，只能复制已有的东西，不能天马行空地创造。

杨阳在半年多前就打印过几次，之后再也没玩过。据他自己分析，主要是因为创造性太小，都是拿网上图纸打些已有的东西，自己发挥的东西不多，而且创意也不够。“这个项目里玩得最high的就是学艺术并且会建模的，只有他们才能把自己的创意变成现实，获得成就感。”

国内3D打印已应用于飞机

在我国，早在1991年，华中科技大学就成立了快速制造中心。其中，华中科技大学教授史玉升及其团队凭借对3D打印技术的研发，在2001年就获得了国家科技进步二等奖。中国对于3D打印技术的关注并不晚。

今年10月，由亚洲制造业协会联合华中科技大学、北京航空航天大学、清华大学等权威科研机构和3D行业领先企业共同发起的中国3D打印技术产业联盟正式宣告成立，成为全球首家3D打印技术产业联盟。

据史玉升介绍，我国在3D打印技术的核心领域已经与美国3D公司，以色列objet公司等国际巨头基本处于同一水平。虽然，民间的使用还有一定差距，但在制造业领域，中国技术已处于世界领先水平，并且广泛应用到航空航天等军事领域和大型复杂构件的一次成型制造。

北京航空航天大学材料科学与工程学院教授王华明担任了中国3D打印技术产业联盟理事长。他和研究团队通过3D打印技术，已研制生产了我国飞机装备中迄今尺寸最大、结构最复杂的钛合金及超高强度钢等高性能关键整体构件，并在大型客机C919等飞机研制生产中得到应用，这在世界尚属首例。

王华明告诉记者，他们所研究的技术叫做激光成型，是3D打印的最高形态。通常来讲，飞机上大型复杂金属构件，需要制定、开模具、锻造等一系列环节。仅仅使用生产模具就需要几十万甚至上百万，并且生产周期也很长。激光成型技术的使用，大规模节约了成本和时间。“特别是钛合金这种很难加工的金属构件，利用激光成型技术能够直接生成一个很精致的毛坯，再进行少量加工，就可以直接在飞机上使用。”

社会化制造挑战“MadeinChina”

相比较中国对于3D打印的关注，国外“动手”更早。2011年6月，美国总统奥巴马就宣布了一项新政策，并向3D打印产业支出5亿美元以提升美国在制造业上的领先地位。不同的是，中国更多用在重工业，而国外有些“不务正业”。

美国加利福尼亚州的LegacyEffect公司，利用3D打印机为电影特效片段制造3D模型和原型，为演员量身定制可以完全适合演员的脸、颈部和头部的道具，在电影《侏罗纪公园》、《阿凡达》、《钢铁侠》以及《复仇者联盟》中都有应用。

日本一家公司推出了面向个人的“Baby复原服务”：只需提供婴儿在母亲肚子里的X光照片，他们便可以将其复原成三维图像后，打印出一个“肚子里的婴儿”模型作为纪念。

2011年巴黎春夏时装展上，荷兰的一位时尚设计师发布了他直接用3D打印机制作的立体服装，这些超太空感的服装由锦纶打印而成。

3D打印的出现，不再依赖人工，没有组装流程，如果成本降低，制造业将被重新定义。专家预测，2020年之前，3D打印机将可以从事小规模生产。若果真如此，社会化制造将对劳动密集型的“MadeinChina”带来极大的挑战。

神奇的家用3D打印机

今年9月，3D打印机制造商MakerBot在曼哈顿和休斯敦开设了两个零售店，推出他们的Replicator2系列打印机。它不是一套复杂的设备，也不需要处理高级软件，而只由一个简单的操作系统驱动，就可以把电脑中的设计图纸变成实物。在店里，基本款的Replicator2售价2199美元，而高端款Replicator2X售价也只需2799美元。在MakerBot的CEO布雷·派蒂斯看来，3D打印机的春天已经来了。他的目标是让3D打印机创造出桌面制造系统。

和最初的桌面出版设备一样，早期的3D打印机还很简陋。但是发展到Replicator2系列，由于配置了更易操作的软件和可选式双层挤压机，它已经可以识别更为多样化的曲线，制作出更复杂的产品，分辨率更高，色彩更丰富，而且质量更有保证。随着3D打印数据库的不断丰富，自由设计图案越来越多，我们可以预测3D打印机带来的桌面制造革命将挑战传统工厂大批量生产的模式。

如今在一些美国牙医诊所，不少定制的口腔设备现在都会用到3D打印机。像调整牙齿排列的口腔防护器，戴上它几个月后就能把牙齿调整到合适的位置，牙医只需扫描牙齿位置就可以利用软件制作一个口腔防护器的塑料模型。而且速度还很快，牙医甚至可以现场使用3D打印机制作出牙齿模型，简单磨制后就能把假牙给你换上。

入门级的Replicator2使用的是一种环保生态塑料PLA。主要成分是玉米淀粉，温度降低的时候不会收缩，因此不需要机器进行太多调整，更方便个人操作。据派蒂斯介绍，“PLA是可降解的，打印时的味道就像奶油蛋糕”。在官网上，PLA是48美元/公斤，够做400颗国际象棋。

虽然你现在可能还想不到买一台3D打印机回家的用处，但是在派蒂斯看来，这就像早期的电脑，在真正使用前没人理解它的魅力。他表示，“你将创造出各种神奇的东西”。这些神奇的东西可能是首饰、智力玩具或者各种古怪的雕塑。孩子们经常会有些奇思妙想，会要一些奇怪的玩具，而使用者将在他们眼皮底下变出来。这也就是为什么刚刚开始出售MakerBot时，有一半以上的用户是程序员，而现在更多的用户是父母。

或许不久以后，也许只需数年，实用的主流3D打印机的市场规模将达到数百万台，消费者在沃尔玛或者好又多之类的超市里就可以买到，或许售价只需99美元。

3d 打印能引发

下一场工业革命？

看起来很美，想起来很炫，用起来并不简单。预想与现实的对比，让人不禁疑惑3D打印技术真的能掀起一场新工业革命么？

至少，美国著名科技杂志《连线》的前主编安德森这么认为。不仅如此，他还用实际行动诠释了这一观点：辞去主编职务，投身于3D打印的创业当中。“3D打印是一件比互联网更重大的事情”，他在新书《造物者：新工业革命》中如此写道。

在接受媒体采访时，安德森说道：“3D打印就像当年的Macintosh（电脑操作系统）一样，会掀起一场技术革命。它将会走入千家万户，成为居家旅行‘必备良品’，我女儿就有一台。当我看到人们用他们惊人的想象力打印出各种成品时，我意识到这是连接我们的想象和现实的新纽带，这就是一场革命。”

安德森在新书签售的演讲中把3D打印机类比1764年的珍妮纺纱机。后者是工业革命的起源，而前者将会是新一次工业革命的起源。他之所以没用惯用的蒸汽机作比方，是因为珍妮纺纱机与3D打印机一样，都基于家庭诞生，是一个历史的循环。

毫无疑问，安德森是3D打印技术的疯狂拥趸。他的观点也遭到了无数人质疑。但其实，无需去想象遥远的未来，就目前现状分析，3D打印至少有着三大瓶颈。

“墨汁”局限打印能力

3D打印不是一项高深艰难的技术。它与普通打印的区别就在于打印材料。

目前，以色列的Object是掌握最多打印材料的公司。它已经可以使用14种基本材料并在此基础上混搭出107种材料，两种材料的混搭使用、上色也已经是现实。但是，这些材料种类与人们生活的大千世界里的材料相比，还相差甚远。不仅如此，这些材料的价格便宜的几百元一公斤，最贵的要四万元左右。

在北京化工大学材料科学与工程学院教授苑会林看来，可打印材料的稀少和昂贵是制约3D打印技术的最大瓶颈。3D打印需要的材料必须是高分子材料，加热或激光照射之后要具有流动性，能够变成流体、半流体，成型之后有能力立刻固化。拥有这样条件的材料目前并不多。

3D打印的发展也体现了“墨汁”的决定作用。当只能使用塑料、石膏的时候，3D打印的应用主要局限在样品模型制作；当它能使用钛合金的时候，也就直接打印出构件使用在飞机上。如果未来几年，土壤、岩石、细胞等都能成“墨汁”，再造一个世界也就成为了可能。

对此，苑会林持相反观点。“尽管，使用材料的范围会扩大，但不会囊括所有。每一个材料都有其自身化学特性，并不是都能实现液化、固化的转换。例如生命科学家想利用干细胞打印器官。干细胞如何液化、固化转换，即使转换成功，还能保证正常机能么？这些预想，我认为都不大可能实现。”

变革仅在工业领域

尽管王华明多年致力于3D打印的研究，并成功完成了科研项目，但他也并不认为3D打印会改变人民生活。

“就我多年跟3D打印技术接触来看，这项技术在工业领域，确切地说，就是在大型关键整体构件的制造方面，带来了革命性的变化。在其他方面，还看不出会带来什么变革，特别是人民生活方面。说它是工业革命，说得太大了。”

即使是在工业领域，3D打印也不是万能的。例如汽车，如果是一整片车盖，使用3D打印技术没问题，但是把整辆汽车打出来，一种材料无法完成；如果是一个部件一个部件地打印，再拼装，那还有什么意义？做个新奇酷品可以，生产使用不可能。

在目前来看，3D打印使用的优势就在于工业中的大型整体构件。仅在这一方面，3D打印也还是刚刚起步，有很多不足。据王华明介绍，3D打印应用在工业领域就要对工艺有着很高的要求，特别是精密机械。“打印出来开不开裂，能不能成型，质量能否达标，性能怎么样，都是未来3D打印技术需要努力的方向，”王华明说道，“更重要的是标准。进入生产领域，技术标准体系就需要建立。从这些方面来看，3D打印才刚刚起步。”

不是人人都需要

从另一个方面来看，3D打印在民间应用所主打的“人人都是制造者”，并不是每一个人的需求。

例如，国外科技网站ZDNet的特约撰稿人弗莫尔斯基就十分不理解在家打印塑料小玩意跟去便利店购买相比，有着多大优势。并不是每个人都有情调，费时费力费钱地制造些小玩意儿能获得满足。更何况，现代人的生活已经够累了，希望一切都是能够买到的，谁还有心思去自己制造。

即使是个有情趣DIY的人，他也不见得精通3D绘图软件，还得求助专业公司；他也许不只想要个塑料制品而已；他可能也不想负担那么多钱。所以，当前在民间应用3D打印的，都是“极客”。未来几年也会是他们。

因此，在目前看来，一个只能制造塑料玩意儿的3D打印机能对我们的生活产生多大的颠覆性影响呢？即使有一天，3D打印成本跟购买商品成本一样低，相信也有很多人去选择购买。

如果从现状来看，硬要说会有什么变革，那就是诸如飞机等大型工业制品成本会降低，机票可能会便宜了。

枪支、武器可能泛滥

如同核反应既能发电，又能破坏一样。3D打印技术在初期就让人们看到了一系列隐忧，而未来的发展也会令不少人担心。如果什么都能彻底复制，想到什么就能制造出什么，听上去很美的同时，也着实让人恐惧。

据国外媒体11月26日报道，一个自称“分布式防御组织”的公司目前正在进行一个名为“维基武器”的项目，这一颇具争议的项目可以设计出全球第一款从网络下载武器设计图，并能够完全利用3D打印机制造出来的设备。现年24岁、得克萨斯大学法律系的大二学生同时也是该组织创始人的科迪·威尔逊宣布，全球第一台可以打印塑料材质武器的3D打印机原型机即将在今年末正式进入测试阶段。目前，在其公司网站上已经能够下载两款枪支的3D打印图纸。其中，AR-15冲锋枪配备了移动部件，与真枪十分接近。

虽然，“分布式防御组织”打印的武器还没有测试使用。但据美国《大众科学》网站消息，一位自称“HaveBlue”的网友在网站发文称自己最近成功打印出真枪的部分组件，并结合真枪其他部件制作成一把枪，还在一个农场进行了试枪。“6米远的地方都能瞄得很准，累计射击200余次，枪身依然完好无损。”HaveBlue颇为自豪地说。

如果他所言非虚，他将成为世界上第一个成功使用打印枪的人。但同时也引起了公众恐慌。如果手枪能够轻轻松松打印并且成功使用，那么人人持有武器的时代就会到来。特别是在中国等大多数公民不能持枪的国家，社会问题将尤为严重。因为，它的步骤太过简单，拥有一台3D打印机，下载一张图纸，购买需要的材料，就可以静待出“枪”。打印枪一出现，立刻启发了网民的思路，手榴弹等制作简单的杀伤武器被纳入了打印的范畴。

不仅仅是武器，一些唯一性的东西，有了3D打印技术也不再安全。比如，手铐的钥匙。前不久，德国的一名警察就通过扫描打印出了手铐的钥匙并成功开锁。当然，对于白领来说也有“福音”，指纹打卡机将会形同虚设。

设计再无秘密

3D打印是“骨子里”的复制，这让靠智慧、设计吃饭的人再次担忧。从网络信息共享时代吃尽苦头的创作人刚刚摸出了赚钱途径，又被3D打印的到来重重打击。3D打印成熟之后，版权问题将层出不穷。

当iPhone第20代出来的时候，山寨厂商扫描一下，打印一下，山寨机就会源源不断。特别是制造业上的巧妙设计，将毫无秘密可言。以设计为主要成本的衣服、鞋子、名牌包将会被山寨得一模一样。把路易威登新出的帆布包，打印成皮包也不是不可能，只要用户购买了合适材料。

即使在当前，打印“墨汁”还没有那么丰富，一些领域的大公司也明显感受到3D打印带来的威胁。那就是游戏模型厂商，例如乐高。现在用塑料3D打印出乐高玩具不是问题，水平高的玩家甚至能自己修改设计，打造出属于自己的乐高。

据报道，前不久，中国发明家协会组织了一些企业到北京计算中心参观3D打印机，大多数人对这一技术不敏感，不觉得它物有所值，唯一产生兴趣的是一家想做山寨眼镜的企业。可见，3D打印技术天生对于山寨有着巨大引力。

“人身攻击”与“异形”

2D时代，偷拍、艳照的泛滥，以及PS技术的移花接木。如果把它们都变成立体的呢？将这些2D作品转换成3D建模并不复杂，再把它们打印出来亦非难事。那么，带有明星脸的充气娃娃将会是宅男们的最爱；也可以把痛恨的人做成沙袋。但问题也就来了，用户的行为是否违法呢？照片毕竟只是一张纸而已，而一模一样的模型着实有些吓人。

前不久，在英国广播公司网站上的一段视频中，美国威克森林大学再生医学研究所教授安东尼·阿塔拉使用一台3D打印机打印出了一块柔软的人类组织。尽管打印器官还处于科学幻想阶段，但在中国科学院北京基因组研究所甄二真教授看来，这个方向在未来是有可能的。

提取人体的干细胞制成“生物墨水”，打印出来，这在生物学家们看来，原理上说得通。如果未来实现，器官捐献将不再需要，人类将会摆脱疾病、残疾。但是，如果我想打印一双翅膀安在身上呢？这些邪恶的想象如果成真，究竟会出现超人还是怪物？

资源大量消耗

3D打印让设计不再是设计师的专利，让生产不再是工厂的专利。人人都可以生产东西。随之而来的就是设计海洋、创意疲劳和信马由缰积极滥造。

环境保护者要头痛了，在自由想象与创造欲望的驱动下，随心所欲地涂鸦将带来灾难性的后果，各种耗材被民间大量使用。大量打印品的出现并快速地更新换代，会对环境造成不小的污染。尽管在制造业领域，3D打印的出现会大大节省成本、节约资源。但普通百姓的大量使用，对资源的消耗将会有过之而无不及。

3D打印鸟喙拯救秃鹰

3D打印瓷杯 篇12

在国外的工业领域, 早就有用3D打印来制造建筑用瓷的企业, 现在, 艺术家也把目光投向了这项革命性技术———利用传统的工艺烧造技术加上无限创意, 就能打造出绝美的瓷器。

西班牙设计师伯纳特·屈尼 (Bernat Cuni) 就借助了3D制瓷打印, 完成了他所谓“每天一个咖啡杯”的计划。 在30 天的时间里, 屈尼每天都会制作出一个稀奇古怪的咖啡杯。 每个杯子从构思、设计、成型到制成, 所花费的时间都控制在24 小时之内。

从概念变身实物, 最重要的是构建现实模型, 整个3D打印过程需要花费大约4小时的时间。 在平铺的瓷粉上的特定区域沉积有机粘结剂, 每建成一层, 在顶部继续添加瓷粉和黏结剂, 直到整个模型完工。之后, 模型将会被送入炉中加热, 这样, 黏结剂就会被固化。 出炉后, 扫掉外层的瓷粉末, 一个实体的模型就算是做成了。被清理掉的瓷粉还可以用于下一个模具的制造。

为了让屈尼的杯子永久地保持住结构外形, 它需要被送入炉子中再用高温“磨炼” 一番。 通过使用一种水性喷雾对其预先上釉, 可以减轻表面的粗糙程度, 然后再进行低温加热, 为最终在表面上釉打下基础。 层层加工之后, 带着亮丽光泽的咖啡杯就修成正果了。

原本只是模型的咖啡杯变成了触手可及的现实事物, 充分体现出了3D制瓷打印技术的可操作性和便捷性。 屈尼制造的咖啡杯虽然在实用性上有所欠缺, 但新鲜的想法和技术带给人耳目一新的感觉。

如果说, 传统制瓷工艺高温烧结的魅力是3D陶瓷打印无法企及的话, 那么3D制瓷打印的造型技术, 却能完成传统制瓷工艺所无法表现的繁复三维结构。

传统的方法中, 制作雕塑要抟泥、塑型, 考验工匠的用刀和对泥土湿度的把握。而3D制瓷打印则是承担了过去手工塑型制模的整个过程。