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。

3D列印真正應用的範圍越來越廣

　　“廣”用來描述“規模”，是最合適不樣品過的。看看RP3D列印在空間上，其使用規模不斷拓寬：航空航天、工業制作、臨床醫療、家居飾品3D列印等等，包羅萬像。但是回過頭來看，3D列印範疇內本來“牽扯”的範疇也逐步廣泛起來。3D列印設備買賣、3D雲打印服務、分布式制作、3D列印實體店、3D列印模型庫乃至3D設計軟件等等，3D列印觸及規模廣了起來。

　　3D列印技能的使用不行謂之不廣，本來3D列印行業的使用也是新聞建議源頭之一。就當前而言，3D列印技能在航空航天、工業制作打樣、臨床醫療、家居飾品、平常生活、軍事等各逆向工程個行業都有所使用。並且這些使用都是由淺入深逐步開展的進程。

　　就醫療範疇而言，3D列印開展也是由外至內、由淺入深的進程。得益於3D列印技能的開展，各種高性能的材料逐步被選用，有些不行能也轉化為可能。生物3D列印技能選用特別的“墨水”最為打印材料，打印活性細胞，致使打印活性細胞成為可能。但是當前而言，醫療界的3D列印技能首要仍是在輔佐醫療以及骨骼移植之上。

FDM桌面級3D打印機常見故障及解決方案

　　故障一：3D打印機工作一段時間就需要停下來休息一下，然後自打樣己又會恢復正常工作。

　　3D打印機工作過程中溫度不穩定，當它掉到最低下限溫度以下時，擠出機就會停止轉動。主要有以下幾種解決方案：

　　1、將3D打印機打印進行時的溫度與打印第一層時的溫度設定為一樣的，讓其保持統一。

　　2、把整體溫度調高，讓擠出機頭部溫度不至於掉到最低下限溫RP度以下，這樣可以有效避免強制停止現像發生。

　　3、降低原來設定的最低下限溫度，也是為了避免溫度不至於掉到最低下限溫度以下。

　　故障二：接通電源後，板子沒反應

　　出現這中情況，可按以下步驟逐步排除故障：

　　1、首先檢查各部位線頭是否松動，接好有松動的部分，通電測試。

　　2、電源插口內保險管是否損壞，若損壞更壞後通電測試。

　　3、電源是否損壞(注意電源電壓)，檢查標准：若保險管無損後通電板子仍無放映，則認為電源損壞，更換新的電源測試。

　　4、若以上步驟無問題，通電後板子仍沒反應，則板子損壞，更換後檢測。

　　故障三：打印過程中出現丟步現像

　　據了解，丟步現像可能由以下因素造成：

　　1、打印速度過快，適當減低X、Y電機速度。

　　2、電機電流過大，導致電機溫度過高。

　　3、皮帶過松或太緊。

　　4、電流過小也會出現電機丟步現像。如果是因為3D列印電流過大樣品或者電流過小可以改變電流大小進行修改。

　　故障四：步進電機抖動，不正常工作

　　步進電機相序接錯，調整線序即可。調整方法為將相應接電機線端口處緊靠邊的兩根調換一下接口。

　　故障五：打印過程中擠出機發出卡卡的異響

　　應該是擠出機堵頭了，原因大概有以下幾種：

　　1、所選材料比較劣質，粗細不均勻，氣泡雜質較多，不完全融化；
逆向工程
　　2、打印頭溫度過高或者長時間使用，材料會碳化成黑色小顆粒堵在打印頭裡；

　　3、可能是散熱問題。

　　4、換材料時，殘料沒有處理干淨，會留在送料軸承或者導管附近。

　　5、看看你的送料齒輪是不是磨損或者殘料太多，扭力不足。

　　6、可能是模型切片問題，因為切片軟件生成的GCODE不是勻速的。有些段速度會較快，就可能導致卡卡聲。

3D打印需要注意的支撐結構與應力

　　在使用選擇性激光融化(SLM)技術的前期建模中，需要考慮的關鍵因素包括設計支撐結構，以及怎樣設計才能避免激光加工過程中熱應力帶來的變形問題。

　　從支撐結構到自支撐結構

　　通常，在選擇性激光融化過程中，支撐結構的構建是必要的，3D列印有幾方面原因：一方面是支撐結構加強和支持零件與構建平台的穩定性；其二是支撐結構帶走零件構建過程中多余的熱量；其三是支撐結構可以防止零件翹曲以及減少零件構建過程中的失敗幾率。

　　的確，似乎沒人喜歡支撐結構，因為它不但影響生產的產量和成本，還會增加額外的打印時間、成本、後處理時間和復雜度。

　　這就帶來了支撐結構的優化問題，要盡量減少和避免支撐結構的使用，就需要對所生產的零件的幾何形狀和它的構建局限性有著充分的了解。

　　增材制造基本上是一個焊接過程，雖然激光束斑直徑比與傳統的焊接小，所以能量密度高。這可能會導致大的橫截面或在不同的橫截面區域的應力。這種應力會導致翹曲，在極端情況下，會使零件從支架上被“拔”起來，帶來裂縫的發生。如果無法避免厚結構的構建，最明智的選擇是通過一個較厚的構建板抵抗這些RP彎曲力量。
打樣
　　在一般情況下，需要避免通過增材制造樣品來制造非常厚的結構，特別是鈦合金材料，因為鈦合金的熔融溫度和殘余應力會很高。在可能的情況下，壁應該薄並且一致，這樣不同區域中的應力不會導致其他區域發生變形。如果必須出現整塊的結構，可疑考慮用晶格來填充這些塊，以減少應力，並且節約重量，逆向工程材料成本和構建時間。

你真的知道如何選擇3D打印機嗎?

　　誤區一：3D打印機什麼都可以打印

　　事實上3D打印是會被模板所限制的，RP打印一個物體之前你需要有它的三維數據，網上的素材畢竟有限，找不到合適的素材時就需要自身會使用建模軟件，再加上所用材料限制等一系列問題，3D打印機作為萬能機目前只存在於理論。

　　誤區二：用3D打印機打印東西很快

　　雖然3D打印技術日益進步，但如果是較3D列印簡單的物件，相對傳統制造方式來說還是慢打樣的，太快會影響打印質量。如果是做工、構造復雜的產品，3D打印的優越性就會體現出來。

　　誤區三：3D打印不會出現任何失誤

　　這是一個比較常見的錯誤想法，很多人在買到打印機後遇到堵頭、拉樣品絲等問題時就開始質疑機器質量、性能，雖然很多商家的3D打印機擁有完善的逆向工程設計，盡量減少問題的出現，但畢竟是新興產品，要做到一點問題都沒有是不可能的，所以用戶自身要做好心理預期。

怎樣選用空壓機

　　選擇空壓機的基本准則是經濟性、可靠性與安全性。

　　一是應考慮排氣壓力的高低和排氣量大小。空壓機一般用途空氣動力用壓縮機排氣壓力為0。7MPa，老標准為0 。8MPa。目前社會上有一種排氣壓力為0。5MPa的空壓機，從使用角度看是不合理的，因為對風動工具而言其壓力余量太小，輸氣距離稍遠一些就不能使用。另外，從設計角度看，這種壓縮機設計為一級壓縮，壓比太大，易引起排氣溫度過高，造成氣缸積炭，導致事故發生中古空壓機。如果用戶所用的壓縮機大於0。8MPa，一般要特別制造，不能采取強行增壓的辦法，以免造成事故。

　　排氣量是空壓機的主要參數之一，選擇空壓機的氣量要和所需的排氣量相匹配，並留有10%的余量。如果用氣量大而空壓機排氣量小，風動工具一開動，會造成空壓機排氣壓力的大大降低，而不能驅動風動工具。當然盲目追求大排氣量也是錯誤的，因為排氣量越大壓縮機配的電機越大，不但價格高，而且浪費購置資金，使用時也會浪費電力能源。

　　另外，在選排氣量時還要考慮高峰用量和通常用量及低谷用量。如果低谷用量較大，而通常用量和高峰用量都不大，國外通常的辦法是以較小排氣量的空壓機並聯取得較大的排氣量，隨著用氣量增大而逐一開機，這樣不但對電網有好處，而且能節約能源。

　　二是要考慮用氣場合和條件。如用氣場地狹小(船用、車用)，應選立式；如用氣場合有長距變頻空壓機離的變化(超過500米)，則應考慮移動式靜音型空壓機；如果使用場合不能供電，則應選擇柴油機驅動式；如果使用場合沒有自來水，就必須選擇風冷式。

　　在風冷、水冷兩種冷卻方式上，用戶常有錯誤的認識，認為水冷好，其實不然。國內外小型壓縮機中風冷式大約占到90%以上，這是因為在設計上風冷簡便，使用時無需水源。

　　而水冷式壓縮機的致命缺點有四：必須有完備的上下水系統，投資大；水冷式冷卻器壽命短；在北方冬季還容易凍壞氣缸；在正常的運轉中會浪費大量的水。

　　三是要考慮壓縮空氣質量。一般空壓機產生的壓縮空氣均含有一定量潤滑油，並有一定量的水，有些場合是禁油和禁水的，這時不但對壓縮機選型要注意，必要時要增加附屬裝置。

　　解決的辦法：一是選用無潤滑壓縮機。這種壓縮機氣缸中基本上不含油，其活塞環和填料一般為聚四氟乙烯。但這種機器也有缺點，潤滑不良，故障率高；聚四氟乙烯也是一種有害物質，食品、制藥行業不能使用；無潤滑壓縮機只能做到輸氣不含油，不能做到不含水。第二種也是常用的方法，是將空壓機(無論哪種)再加一級或二級淨化裝置或干燥器。這種高壓空壓機裝置可使壓縮機空氣既不含油又不含水，使壓縮空氣中的含油水量在5ppm以下，可滿足工藝要求。

　　四是要考慮壓縮機運行的安全性。空壓機是一種帶壓工作的機器，工作時伴有溫升和壓力，其運行的安全性要放在首位。國家對壓縮機的生產實行規範化的“兩證”制度，即壓縮機生產許可證和壓力容器生產許可證(儲氣罐)。因此，在選購壓縮機產品時，要嚴格審查“兩證”。通常有證廠家的產品質量保證系統是完善的，不會出現大的質量問題，即使出現一些問題，也會由廠家負責三包

空氣壓縮機的前置過濾器與後置過濾器有什麼區別?

　　螺杆式空壓機的後處理設備，主要由儲氣罐、干燥靜音型空壓機機及過濾器組成。而在過濾器部分中，又分為前置過濾器和後置過濾器，一般是由干燥機隔開，壓縮空氣從機組排出到儲氣罐、到前置過濾器、到干燥機、再到後置過濾器，完成過濾和干燥等淨空壓機化處理。

　　同樣是過濾器，那麼前置過濾器和後置過濾器有什麼區別呢?

　　主要區別在於過濾的精度不同。以下做詳細的解說：

　　前置過濾器：去除部分的液態水、潤滑油以及直徑大於1μm的顆粒物。不管是吸附式干燥機還是冷凍式干燥機，配置前置過濾器都是必須的。否則，一旦管路上的鐵鏽以及其他顆粒物進行蒸發器，都會大大降低冷干機的工作效率，甚至損壞蒸發器。

　　後置過濾器：去除壓縮空氣中的油霧濃度到更高的標准，同時去除大於0。01μm的顆粒物和大於 0。001ppm的油液含量。正常情況下，後置過濾器處幾乎是沒有液體水排出的，如果有則說明冷干機內部的氣水分離器或者排水閥發生故障問題。

　　前置過濾器可對壓縮空氣進行變頻空壓機初步的過濾及淨化處理，可把大量的水分、油份及較大的顆粒物過濾掉，同時起著保護的作用。所以說空壓機前置過濾器是對壓縮空氣的預處理，進行初步過濾，過濾掉比較大的顆粒物。

　　後置過濾器是相對比較精密的，壓縮空氣進入到後置處理階段，基本是沒有液體排出，如果含有大量雜質的壓縮空氣中古空壓機不經過前置過濾器的保護，直接由後置過濾器來處理，將有可能導致高壓空壓機氣水分離器以及排水閥堵塞甚至損壞的現像。