会魔法的不仅仅是哈利波特 也可能是台3D打印机

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神奇的魔法在哈利·波特电影中随处可见。但是今天，我们的主角不是一个拿着魔杖的巫师，而是一个在现实生活中也能创造魔法的3d打印机...

3d打印的理念起源于19世纪末的美国，并在20世纪80年代得到发展和普及。与传统制造相比，3d打印技术的优势主要体现在产品制造的复杂性、制造的范围、制造的效率以及满足客户的个性化需求。

近年来，随着智能制造、机器替代和工业互联网的关注，3d打印(添加制造)的流行也在上升。小到按钮，大到汽车和飞机，无论多么复杂或精细，它们都可以通过3d打印技术打印出来。

作为新一轮产业革命的重要标志之一，3d打印技术体现了信息网络技术、先进材料技术和数字化制造技术的紧密结合，将与各种高新技术一起为未来的智能制造业创造更大的价值。

目前，中国是3d打印(添加剂制造)专利申请领域的集中地，专利申请数量居世界首位。但是，添加剂制造业的科技成果转化为产品的速度很慢，比例很低。大量高端设备仍主要依赖进口，标准的引领作用尚未体现。

2013年4月，科技部最近发布了最新的《国家高技术研发计划(863计划)》和《国家科技支撑计划2014替代项目收集指南》，其中首次纳入了3d打印行业。指南中提到，突破3d打印制造技术的核心关键技术，开发关键设备产品，开展相关领域的验证，初步具备全面推广应用的技术、设备和产业化条件。设定四个研究方向:

(1)航空航天大型零件激光熔凝成形设备的开发与应用(国家拨款金额不超过1000万元，属于前沿技术研究)

根据航空航天产品开发(试制)过程中单件小批的要求，研制了适用于钛合金等难加工零件直接成形的大型零件激光熔化成形设备，其台面为2米和2米，零件精度控制在1%以内，堆垛效率超过300 cm3/h。制定相关工业技术标准，并应用于航空空航天产品开发零件的制造。

(2)用于制造复杂零件和模具的大型激光烧结成型设备的开发和应用(国家拨款不超过1000万元，用于前沿技术研究)

根据复杂零件和模具快速制造的要求，研制了一种适用于制造蜡模、蜡模、砂型和尼龙等塑料零件的大型激光烧结成型设备。台面为2m和2m，零件精度控制在0.1%以内，堆垛效率超过1000 cm3/h..制定相关技术标准，并应用于汽车、模具等行业的产品开发。

(3)集成材料和结构的复杂零件高温高压扩散连接设备的开发和应用(国家拨款不超过1000万元，属于尖端技术)

根据复杂零件加工的要求，如结构复杂、性能要求高、连接困难等，开发了材料和结构一体化的复杂零件高温高压扩散连接设备和技术。工作加热面积超过1000毫米1000毫米，应用于航天产品的开发。

(4)基于3d打印制造技术的家电行业个性化定制关键技术研究及应用示范(国家拨款不超过1000万元，企业牵头申报、应用开发及集成示范班)

针对家电行业个性化定制的迫切需求，结合以3d打印制造技术为核心的数字化制造技术带来的制造革命，研究了3d打印个性化零件设计、个性化定制模式、定制业务协作引擎、交互门户和运行平台等技术，开发了个性化定制管理平台，并基于3d打印制造设备为终端用户提供个性化定制服务。申请示范期销售收入不低于3000万元。

一周前，高三学生经历了一次重要的高考。与此同时，3d打印行业的科学家们正在努力研究新技术。接下来，让我们来看看3d打印行业最近的技术进步。

1.哈尔滨工业大学开发了一种新型高性能氧化石墨烯3d打印墨水

本月初，哈尔滨工业大学和教育部的研究人员在碳杂志网上发表了一篇论文，描述了氧化石墨烯在3d打印墨水中的应用。他们开发的新材料显示出与高强度混凝土相同的抗拉强度和与具有最佳导电性的陶瓷纳米复合材料相同的导电性。

本研究中的3d打印墨水是一种地质聚合物，具有耐热性和绝缘性能，能够将废弃材料封装在其结构中，包括高温陶瓷和再生材料制成的混凝土。作为原材料，地质聚合物本身在3d打印喷嘴中没有流动性。因此，为了改变它的流动性，研究人员试图在其中加入氧化石墨烯。

2.韩国研究人员使用混合3d打印机来制造便宜50倍的人体皮肤

最近，韩国浦项科技大学的研究人员开发了一种高效、低成本的三维打印人体皮肤的方法，可用于修复手术。他们的混合单元3d打印系统由两个模块组成:挤出和推出。

据了解，这种新型3d打印机的秘密在于它同时采用了两种沉积方法:挤压和喷涂。该打印机使用挤压和注射模块，允许研究人员用pcl薄膜制造胶原蛋白基材料。这两种物质的结合产生了与人类皮肤非常相似的东西。

研究小组表示，与其他技术相比，这种3d打印方法还有其他突出的优势。重要的是，我们的新方法比其他方法便宜50倍，所需的基础材料也少10倍。研究人员说，我们希望这种新的一步工艺能够为制造全功能人体皮肤模型提供一个有吸引力且有用的平台。

3.通用电气的新专利:非接触式声学监测可以提高粉末层中熔融金属的3d打印质量

最近，通用电气(ge)宣布了两项新的3d打印声学监控专利，旨在进一步提高金属3d打印的质量。据报道，这两项新专利于2015年申请，2017年发表，主要针对粉末床熔融3d打印技术。据说声波可以用来有效地监控印刷过程，从而提高印刷质量和功能性金属部件的3d印刷的整个过程。

毫无疑问，这将对通用电气继续发展其3d打印业务大有裨益，因为conceptlaser和arcam制造粉末床金属3d打印机。

4.研究人员已经为生物医学和软机器人开发了3d打印硅胶技术

北卡罗来纳州立大学的研究人员已经能够使用液体和固体形式的硅氧烷形成的糊状油墨以3d形式打印柔性多孔硅橡胶结构。

因为这项技术可以在干燥或潮湿的环境中使用，研究人员认为它可以在活体组织中使用。他们设想了生物医学应用，例如可以直接应用于人体的3d打印软绷带，以及软机器人领域的应用。另一方面，这种硅酮3d打印方法既不需要热应用，也不需要特殊的化学成分。北卡罗莱纳州的研究人员认为这项技术非常理想。

5.张胜教授的团队在用于3d打印的特殊生物材料和再生医学领域取得了进展

最近，华中科技大学高级生物材料与组织工程研究中心的张胜教授团队在利用3d打印的特殊生物材料成功再生和修复关节软骨/骨缺损方面取得了新的进展。

这一成果突出了三个亮点:一是使用具有完全自主知识产权的特殊生物材料进行三维打印；二是利用三维打印技术构建复杂的关节软骨/骨组织仿生支架；第三，仿生支架实现了关节软骨/骨缺损的再生和修复，无需预设任何活细胞和生长因子。特别是，第三点是没有活细胞和生长因子的产品更容易被fda和cfda注册和批准，从而为这项技术的快速转化奠定了基础。

据报道，该团队在《生物材料》杂志上发表的最新研究成果对关节软骨和软骨下骨缺损的再生和修复这一全球性问题提出了挑战。将具有完全自主知识产权的三维打印梯度微球专用生物材料与选择性激光三维烧结技术相结合，构建了以连续梯度微球为构建单元的多层仿生关节软骨/软骨下骨缺损支架，并完成了体内外生物安全性评价。然后，将选定的动物模型植入进行研究，最终实现关节综合缺损的高质量再生和修复。

来源：搜狐微门户