2019年2月17日星期日

10項重要的3D打印研究成果



  1、3D打印制藥

  年初美國食品藥監局批准逆向工程了全球第一款3D打印藥物左乙拉西坦(Spritam),這款處方口服藥可用於控制和緩解癲癇發作、肌陣攣性發作及初級全身RP性強直陣攣性發作。研發Spritam的還計劃利用3D打印技術制造更多藥物,該技術在控制藥物劑量方面擁有很大的優勢,這樣一來就可以根據不同的病患提供定制劑量的藥物了。

  2、制造復雜物體

  很多人認為消費級3D打印機的短板在於只能制造非常簡單的塑料模型,然而研究者們卻一步步完善著3D打印機技術,引入更多打印材料,制造出的物體也越來越復雜。麻省理工學院計算機科學與人工智能實驗室的一支研究團隊研發出一款新型3D打印機,可以在單一一次打印中使用10種不同的打印材料,更值得一提的是,這款打印機是采用非常常見的部件打造,成本不足7000美元。相比之下,目前市場上可以使用3種打印材料的3D打印機售價往往超過15萬美元。

  3、百倍打印速度

  3D打印機的另外一個黑點在於其打印速度,稍微復雜一些的物體往往就需要耗費幾小時的時間才能打印出來。硅谷初創Carbon3D研發出一項全新的3D打印技術,這項“連續液體界面生產技術”(簡稱CLIP)可以大大縮短3D打印所需要的時間,打印過程讓人聯想起《終結者》系列中的液態金屬機器人T-1000。Carbon3D方面表示,這項3D打印技術的速度可以達到傳統3D打印機的25至100倍。

  4、引入玻璃作為打印材料

  3D打印使用的材料從最初的塑料逐漸發展到陶瓷、金屬、砂岩、糖、甚至是活體組織,如今人們又將一項新材料加入3D打印材料的清單中去,那就是:玻璃。麻省理工學院的研究者們研發出了一款名為G3DP的3D打印機,可以采用玻璃為打印材料,具體打印時將玻璃加熱至1165攝氏度,融化玻璃之後逐漸降低溫度,去掉氣泡,減少壓力,最終制造成型,這些研究者們已經用這台打印機制造出了玻璃花瓶。

  5、石墨烯擁有極大潛能

  石墨烯以強度高、重量輕、導電性強等特性聞名於世,在電子制造領域擁有很大的潛能,研究者們也一直希望將這種材料應用於3D打印技術。英國帝國理工學院和華威大學的研究者們曾用氧化石墨烯制作出復雜的三維幾何結構,而在去年,韓國的一支研究團隊以石墨烯為打印材料,首次成功打印出石墨烯納米線,在這項研究上邁出了一大步。

  6、修復神經

  神經受傷之後很難再生,所以神經損傷往往是永久的。美國的一些研究者利用3D打印技術打印出一種結構,他們認為這種結構有助於讓受損的神經自我修復。這些研究者利用3D打印機制造出一種硅基結構,像導管一樣連接被切斷神經的兩端3D列印,讓切斷的神經可以沿著這個結構繼續生長。研究者將這一結構植入神經受損的老鼠體內,在10到12周之後,這些老鼠健康有明顯好轉,而且還恢復了活動能力。

  7、打印活體組織

  日本科技Cyfuse研發出一款名為Regenova的生物3D打印機,這款打印機可以聚集自動組裝活細胞,最終形成活體組織。目前這款生物3D打印機已經能夠打印出血管、消化及泌尿器官、軟骨、小型肝髒等活體組織,這些活體組織往往被用於測試新型藥物。未來或許這項技術能夠制造出人體器官的替代品。
打樣
  8、混合型打印頭

  如果我們希望3D打印機能打印出更加復雜的物體,例如可穿戴設備,那麼打印機的打印頭就需要變得更加復雜一些。哈佛大學的研究者們就制造出了一款打印頭,采用一種類似葉輪的設計,先將打印材料進行混合,然後再從噴頭中噴出。更細致地混合打印材料,3D打印機就可以控制硅橡膠的軟硬程度,而硅橡膠正是柔性、可彎曲電子產品制造樣品中最常用的一項材料。這些研究者們還利用這款新型打印頭混合導電和電阻墨水,這會讓3D打印機在打印線路板時事半功倍。

  9、打印更軟的東西用3D打印機來打印織物已經不是什麼新鮮事了,不過這一領域的研究依然在進行中,近年來也已經取得了一些顯著的成功。圖中的這只

  “兔子”就是卡耐基-梅隆大學的研究者們利用分層織物3D打印機制作出來的。據稱這款打印機可以將兩種不同的織物融入一個單一物體,這樣就可以打印出內置電路的織物了。

  10、4D打印

  麻省理工學院的研究者們研究出了一項新技術,制造出來的物體可以自行組裝成型,研究者們將這項技術稱為“4D打印”。其實這項技術秘密完全在於材料上,這只研究團隊制造出木板和碳钎維材質融合了傳感器、邏輯和輸出技術,一塊木板接觸水分後可以變成大像玩具。

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