aau社区-- 3D新闻
  • 生物3D打印公司Allevi,以前称为BioBots,其使命是让科学家和研究人员更容易设计和开发3D组织。该公司成立于四年前,致力于开发3D生物打印机,软件和生物链接,以解决困扰我们世界的最困难的生物医学问题,例如疾病和器官移植等。但现在,Allevi正准备通过一项新举措将其3D生物打印工作走向另一个世界。 [图片] 自20世纪50年代末太空竞赛到人类第一次登上月球以来,人类一直在努力征服外太空的广阔空间。 3D打印有助于实现这一目标,从将宇航员送入太空进行研究和测试,并允许他们制造零重力和微重力的物品,以创造工具,医疗用品,甚至是太空中的栖息地。太空探索能创造在地球上制作的诸如操纵杆,GPS设备和温度计等实用工具。但是,我们回到了医疗领域,Allevi的目标是3D生物打印人体替代器官。 “虽然我们继续了解地球上三维生物制造的能力和制约因素,但探索太空中细胞功能的能力可以为我们提供前所未有的器官形态和功能的新发现,”Allevi写道。宇航员可以在不必担心重力限制的情况下以全新的方式研究事物,3D打印可以帮助提高他们在这些情况下的能力。这是加利福尼亚3D打印和空间技术公司Made In Space的主要焦点之一,该公司负责四年前向国际空间站(ISS)引入3D打印。能够在国际空间站上3D打印重要部件和工具,有助于宇航员完成他们在太空中的任务。 现在,Made In Space和Allevi正在合作开发Allevi ZeroG,第一款太空3D生物打印机。两家公司在最近在旧金山举行的ISS会议上联合推出了该计划,甚至在宇航员Mark Vendei Hei和Randy Bresnik中找到了新的3D生物打印平台的前两位用户,Allevi表示他们很高兴参与其中。 Allevi开发了一种兼容的挤出机,称为ZeroG生物挤出机,可以装配到目前在国际空间站上的Made In Space的增材制造工厂。这种新型生物挤出机将使用Allevi 3D生物打印平台的科学家能够在太空中进行实验,同时回到地球上观察和研究重力3D打印时发生的任何生物差异。 [图片] “我们很高兴继续革新我们学习生物学的方式,不仅仅是在地球,现在还在外太空。”Allevi写道, “也许有一天,Allevi ZeroG将帮助宇航员进行3D生物打印替代器官进行深空旅行。我们很高兴参加下一代太空竞赛。“NASA和Made In Space这样的公司已经在努力研究和创造工具以及在外太空生活的其他应用。如果这项Allevi计划获得成功,那么有能力在太空中创造3D生物打印器官将使我们人类健康再迈进一步。

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  • 增材制造技术如何能够助力制造完美匹配人体的外科颅区植入物?颅区植入物必需满足最严格的标准,这取决于诸多因素。由于骨结构中孔大小的原因,最重要的是脑组织中生物功能和尽可能最低的散热性的结合。实际上钛与人体的相容性很好。尽管如此,仍然存在着危险:作为一种金属,一旦充分暴露在阳光下,就会在人体内产生大量的热。另一个因素是,来自大脑的组织液无法渗透钛结构。在需求规范中,医生还规定了特殊的植入物后制造工艺。只有受控的后期加工,尤其是在清洗方面,才能够提高医疗部门的部件利用率。这一点极为重要,因为颗粒能够通过最轻微的运动与身体分离,导致感染或排斥的可能性。 [图片] 本案例为一位阿根廷患者在中风相关的手术后需要进行颅骨植入物手术。该项目要求设计水平达到尽可能完美的所有相关因素:最高精确度和相容性并集各种生物功能于一身。 只有多孔结构才能符合必要的特性。晶格结构的植入物以集成旋入固定件一直固定到颅骨,既有助于液体从其中流过,又有助于其与颅骨本身的骨组织融合。更重要的是,这样的设计具有隔热效果,可以最大限度减少热量扩散到颅腔内的可能性。 NOVAX DMA 的首席执行官DANIEL FIZ 对此记忆深刻。“时间在这其中起到了重要的作用。无论如何,患者应该尽快接受植入物。我们一知道尺寸的相关信息,就立即开始了制造。” CAD工作一结束,ALPHAFORM 就开始着手制造植入物。实际生产中,他们采用了 EOS 的 EOSINT M 280。制造时间只需要几小时。 “我们已经利用 EOS 系统成功完成了许多产品,”ALPHAFORM AG 的增材制造总监 CHRISTOPH ERHARDT 说。“我们为该植入物感到自豪,不仅仅是因为形状的精确实现,还因为我们能够优化清洗过程。”尤其是多孔结构,其内部空洞空间较小,极难清洗。该过程相对比较敏感。基本上来说,ALPHAFORM 采用了摩擦与机械清洗、冲洗和超声洗的多步清洗法,以达到医学上要求的纯度水平。 量身定制的完美植入物满足特定临床情况的个性化需求。孔隙率水平达到 95%,这意味着液体能够以尽可能小的阻力流过。此外,骨组织能够渗透植入物的外边缘并与其共同生长。同时,材料的稳定性足以使患者重返期望的日常生活。正则格状的结构还具有所需的导热性,所以患者还可以尽情享受阳光下的时光。 [图片] 时间在该过程中起到最重要的作用。如果上市时间是增材制造在工业环境下的一个重要实力,那么它在医学领域更加重要。数据准备,然后是制造,仅用了两天半的时间。其余时间被分配给物流和协调等各种过程。CHRISTOPH ERHARDT 及其团队进行了广泛的测试,包括颗粒和细胞毒性测试。他们还进行了气相色谱分析。“所有分析都证明,通过增材制造技术生产的植入物符合稳定并保护患者颅骨的要求。手术在2014年5月进行,耗时一个半小时,手术过程非常顺利。两天后患者出院,伤口于三周内愈合。自那时起,也没有出现过并发症,”专家证实说。EOS 的创新性技术从很大程度上确保了患病或受伤的人能够过上不受限制的生活。 CHRISTOPH ERHARDT,ALPHAFORM AG 增材制造总监表示:“对于我们来说,增材制造和 EOS 技术都是为了达成同一个目标。无论是我们自己还是我们的客户,都对使用 EOS 系统能够实现的应用可能性和优质生产赞叹不已。这同样是本案例中的情况。我们能够帮助受了重伤的人们长久地过上正常的生活。”

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  • 据媒体报道,加州大学洛杉矶分校的研究人员发明了一种由3D打印机制造的机械型AI,该AI由印有复杂衍射图案的3D打印透明材料层构成,其采用的机器学习算法可通过分析透过衍射图案的光线对信息进行处理。 [图片] 具体原理:(其实就是机械层面模拟神经元过程) 1、 每一层上的每个点不是透射就是反射入射光,这在机械层面利用光学散射充当了互相连接的人造神经元。 2、 通过改变光线间的相位和振幅,便可实现对单个人造神经元的调整。 研究小组在研究中采用了“用于识别手写数字的深度学习模型”训练该AI, 结果最终识别准确率高达90%。

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  • [图片] 美国政府2013年下令分布式防御组织从互联网上撤下3D打印制枪图纸,2015年遭这家非营利企业创始人科迪·威尔逊起诉。双方今年6月和解,政府允许分布式防御组织在互联网上公开3D打印制枪图纸。分布式防御组织位于得州,称打算8月1日上传制枪图纸。 美国联邦政府直到最近一直坚持认为,发布3D打印制枪图纸对国家安全构成威胁。控枪团体无法解释政府为什么变卦、与分布式防御组织和解。 分布式防御组织的3D打印制枪图纸涉及多种武器,其中AR-15型半自动步枪是美国近些年多起群体死伤枪击事件中凶手使用的攻击型武器。分布式防御组织创始人威尔逊说,制枪图纸2013年下架前,下载量达40多万次。 全国射击运动基金会总顾问劳伦斯·基恩告诉路透社记者,外界对3D打印制枪图纸过分担心,“我丝毫不认为,犯罪分子可能使用这种拙劣、昂贵的技术”。 报道称,6•17枪击案的发生地新泽西州州法官26日表示,图纸的公开“会威胁到居民安全”,已经向该组织发送反对文书。他还声明,若该组织执意公开,将通过法律途径解决。

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  • 生物3D打印机是近年的一个热门词语,但很多人并不清楚它究竟是什么。将生物3D打印机介绍给那些对此不熟悉的人,他们的反应可能是“哦,那是打印器官的东西,对吧?”......是的,但这仅仅是生物打印最终目标之一。在等待这个领域取得成果以及为此努力的人们,都有个梦想,有一天可以不用再排队等待器官来源,从患者自己的细胞中即可创造全新的器官。但是,我们真正看到一颗3D打印心脏植入人类的胸部,可能仍然需要很长时间。 然而,器官移植并不是3D生物打印的全部,这项技术目前在哪些领域做出了贡献,有多少人直接或间接地帮助了这项技术?以下是3D生物打印已经影响人类的一些方式: 一、药物测试 [图片] 新药需要很长时间才能上市并获得市场认可的原因有很多,其中之一就是在动物组织上测试药物与在人体组织上不同。一种药物在动物身上完全发挥作用,但却对人类无效,这种情况总是不可避免地会发生,因为人体系统处理事物的方式与老鼠毕竟存在差异。 来自美国加州的生物3D打印巨头Organovo公司,已经开发出了3D生物打印的人体肾脏和肝脏组织,他们最终希望能够将3D打印的肝脏移植到人体中,但与此同时,该公司已经使用将3D打印组织投入到实际应用,那就是药物测试。在实际人体组织上测试药物可以让研究人员真正了解药物在人体系统中的反应,测试它们是否有效,以及它们是否会引起任何有害影响,另外也可避免那些残忍的动物实验。 二、3D打印软骨和骨骼 [图片] ▲St. Vincent’s 医院3D打印骨骼应用 许多3D打印研究项目已经进入3D打印骨骼和软骨领域,去年,澳大利亚研究人员成功地将3D打印的膝关节软骨移植到绵羊身上,为未来的人体试验和商业化铺平了道路。虽然目前尚无法3D打印可移植的人体器官,但通过3D打印新软骨治疗关节炎等疾病现在已取得很大进展。利用患者自身的干细胞,科学家们希望能够3D打印软骨片并将其移植到患病或受伤的关节中,在那里它们将与身体融合、生长并最终治愈受影响的区域。这实际上还没有对人类做过,但像这样的项目比3D打印的心脏更接近现实。 3D打印的骨骼也被研究,作为替代因受伤或疾病而丢失的骨骼的方法。诸如骨质流失的严重病症,只有通过移植谷歌,才可能完全治愈,但可能导致一些并发症或排斥反应,而更大的问题是,没有那么多合适的骨源。而3D打印的骨骼可以从患者自己的细胞中培养,着也避免了排斥反应,并且可以以任何形状或大小进行3D打印,以匹配缺陷并与现有骨骼整合。 三、3D打印器官补丁 以目前的技术,还不能植入3D打印的完整器官,但是积累的3D打印器官成果,完全可以打印出补丁,用以修复受损器官,例如心脏病发作后的受损心脏。目前已在3D打印细胞补丁的血管化方面取得了进展,这意味着它们可以形成自己的血管网络并在体内存活。 [图片] 四、疾病研究 由于无法进入受影响的区域,一些疾病难以研究,例如胎盘。但生物打印的胎盘使科学家能够比以往更彻底地研究先兆子痫的危险情况,甚至可以提出潜在的治疗方法。随着生物3D打印的进展,3D打印器官甚至可以在植入人体之前,进行更好的预防性治疗。 [图片] 五、3D打印器官 3D打印器官目前已取得进展,但是离可以植入人体,可能还需要很长时间才能实现。而在实验室中,他们已成功移植到动物体内,移植了3D打印卵巢的小白鼠成功生下了多个宝宝,而在此之前,他们还成功将3D打印的甲状腺被移植到小鼠体内。老鼠和人类之间也存在着很大的差异,但是这些案例表明3D打印的器官是可能的,可以预见的是,3D打印的可移植人体器官成为现实,只是时间问题。 (来源:创想三维,www.cxsw3d.com) [图片]

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  • 在接近零下130度的真空环境中,水蒸气可凝结成一层超级光滑的薄冰。科学家们使用这种特殊的“冰”代替了传统电子束曝光中的光刻胶材料,在微纳米尺度上创造了几种三维金属结构:金字塔,蘑菇和桥梁。利用这种抗冰(iEBL或Ice EBL)技术的新颖且简单的电子束光刻有望显示出三维微纳加工的潜力。 [图片] 2018年6月25日,由邱伟教授领导的浙江大学现代光学仪器国家重点实验室的研究人员在纳米快报杂志上发表了题为“利用水冰的三维原位电子束光刻技术”的论文, 3D纳米加工方法,基于电子束光刻,使用抗冰剂(iEBL)。该论文由浙江大学博士生余红;博士后研究员赵鼎;西湖大学光学工程系赵鼎和邱宇教授等共同撰写。 iEBL是一种标准的电子束光刻技术(EBL)技术,用于设计纳米级的器件、系统和功能材料。 EBL是扫描聚焦电子束以在覆盖有称为抗蚀剂(曝光)的电子敏感膜的表面上绘制定制形状的实践。暴露于电子束改变了抗蚀剂的溶解度,使得能够通过将其浸入显影剂中来选择性地去除抗蚀剂的曝光或未曝光区域。电子束光刻的主要优点是它可以绘制低于10纳米分辨率的自定义图案(直接写入)。 但是,在实际情况下很难。仪器的轻微振动,外部磁场的干扰和操作员的经验将影响这种直接书写形式的最终结果。 目前,电子束曝光的准确度约为60-80nm,相当于人发的千分之一。 随着对微纳米器件小型化和精细化的需求不断增加,科学家们越来越意识到光刻工艺的局限性。该论文的第一作者,浙江大学博士后研究员赵鼎说:“制作三维结构需要非常繁琐冗长的步骤。重复进出真空和非真空环境,任何灰尘都可能在这个过程中破坏样本。“ “另一个限制是光刻胶难以清洁,残留物几乎不可避免,这将影响产品的准确性;如果用超声波清洗代替,则还有损坏结构的风险。” “如果使用冰代替光刻胶材料,结果会非常不同。” [图片] 冰图案和相应金属结构的注释SEM图像 几年前,哈佛大学的一个研究小组提出了“冰辅助电子束光刻”的概念,而邱伟团队希望在3D微纳器件加工领域推进该技术。 “当冰暴露在电子束中时,它会'自我消失',留下一个三维结构模板。”这大大缩短了加工步骤。因此,他们提出了一种基于电子束光刻的3D纳米制造方法,使用冰抗蚀剂(iEBL)和通过堆叠分层结构和具有剂量调制曝光的那些制造3D纳米结构。 经过6年的研究和开发,邱伟教授的团队建立了一个新的扫描电子显微镜(SEM),集成了液氮杜瓦瓶,水蒸气注入器,气闸室和金属沉积室。 [图片] [图片] [图片] “iEBL”工艺只需要五个步骤:冷却,冰沉积,暴露,材料蒸发和剥离。使用他们改良的Zeiss Sigma场发射扫描显微镜,邱伟团队成功地创造了金字塔,蘑菇和桥梁等纳米三维形状。虽然大大简化了步骤,但工作质量也令人印象深刻:分辨率高达20 nm,定位精度低于100 nm。 [图片] 图:iEBL的基本步骤:(a)冷却:将样品冷却至-130°C; (b)冰层沉积:将水蒸气注入SEM中并沉积在样品上以形成防冰层; (c)曝光:接触电子束;部分冰层直接去除; (d)材料蒸发:将样品在真空环境中转移到涂覆室中; (e)剥离:取出样品并置于异丙醇中以熔化冰层。 标准EBL工艺需要额外的曝光和开发步骤以进行对准,并且需要12个单独的3D纳米加工步骤。 iEBL的整个过程是通过跳过旋涂和开发常用抗蚀剂所需的步骤在一个真空系统中实现的。与传统方法相比,这需要更少的处理步骤并且无污染。 [图片] 我们在日常生活中看到的水的固态,如雪花、霜和冰,是水的结晶状态。 “iEBL”所需要的是无定形冰。 “在扫描电子显微镜下,无定形冰的表面非常光滑,”洪宇介绍说,“结晶冰面的微观结构不均匀,有许多棱角边缘,不利于精细操作。” [图片] 水的结晶状态 更多实验发现,真空中130度附近只是水蒸气凝结成无定形冰的条件。 “我们后来发现这恰好是彗星的气候环境,而彗星上的冰也处于这种无定形状态,”邱说。 冰的光滑度允许电子束在冰上雕刻更精细的三维结构。 “我们还尝试在纳米银线上涂上纳米银牌,厚度为人发的千分之一,”洪宇说。 [图片] 邱伟认为,iEBL工艺可用于制造新的、复杂的光电器件,这些器件基于量子点,纳米管,纳米线,石墨烯,纤维等材料。 “这些独特的优势使其成为3D微纳加工技术的强大竞争对手。”

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  • “以前只是在新闻里听说过3D打印机,也不知道这是干啥的,想不到咱们县职教中心也有这样的设备,学生还能用它打印这么创意作品,真是神奇!”、““我从小就喜欢倒腾各种小发明,今天一看这些3D打印机能制作出各类零件,特想搬一台回家!”、“我看那些3D打印模具,一个比一个精致,以后我也想学这种技术”……在庄浪县职业教育中心创客实训室,正在参与体验3D打印实训教学的学生们喜悦的表达着自己的独特感受。 [图片] 近几年来,随着国家、省、市级出台一系列促进STEAM创客教育发展的政策,创新教育的先锋队伍愈发壮大,与此同时,STEAM创客教育也经历了从区域萌芽到全国中小学校重视并落地的发展的态势。 而为了顺应现代化教育改革发展趋势,打造具有本土特色的创客实训室,庄浪县职业教育中心创客实训室公开招标采购3D打印机、无人机等高科技教育设备,极光尔沃3D打印机凭借凭借优秀的产品性能及人性化的操作体验,成功中标《庄浪县职业教育中心创客实训室教学设备采购项目》,获得3D打印机及耗材订单。 此次,极光尔沃3D打印机能够进驻庄浪县职业教育中心创客实训室,出色的产品性能是必不可少的。此次中标的z603s桌面型3D打印机无论是精度表现还是打印潜力,完全可以满足学校用户的日常教学需求。值得一提的是,这已经不是极光尔沃3D打印机第一次学校用户的青睐了,之前在敦煌市南街小学、寿光市第七中学等学校,极光尔沃3D打印机的性能表现都深受好评。 [图片] 3D打印教育将课堂教学与实训教学融为一体,学生在初步了理论知识后,可在仿真教学平台上了解各种技能操作流程,再到创客实训室进行项目实践操作,大大增强了课堂实践性,实现了理念学习、虚拟操作与实践教学的相结合的教育模式,有利于激发学生科技创新兴趣,培养学生科技创新能力。 极光尔沃作为3D打印创客教育的先行者与推广者,专注3D打印技术在教育领域的创新应用研发,竭力为学校用户提供专业可靠的3D打印机设备。未来通地校企合作,极光尔沃3D打印机将走更多学校课堂,深入推进“3D打印+创新教育”落地发展,让更多的学生从中受益。

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  • 全球性化学品公司及法国领先的化学品生产企业Arkema正在寻求通过开设新的树脂3D打印技术中心进行扩展。该公司将在其位于宾夕法尼亚州Sartomer Exton的工厂建立一个新的3D打印中心,其合作伙伴将在该中心开展进一步的研究和开发工作,以开发尖端的3D打印树脂。 [图片] Arkema专注于生物源产品、新能源、饮用水处理、电子解决方案、轻质材料及设计、房屋节能等解决方案。现在,该公司正在通过新的树脂3D打印技术中心扩大其业务范围。他们将在那里开展UV技术研究,该中心将提供SLA、DLP和多喷射打印设备和材料等。 Arkema旗下的Sartomer在设计界已经是一个多产的名称,以N3xtDimension品牌(Arkema的一个细分)为主导进行树脂开发。Sartomer全球3D打印总监Sumeet Jain表示,“ Sartomer是3D打印先驱的历史性合作伙伴。我们推出3D打印技术中心以加深我们对致力于开发创新3D打印材料的梦想家的支持。” 该中心还将组织化学家和应用工程师,通过开发定制树脂来满足客户需求。因此,该公司将继续成为先进材料和定制树脂的关键参与者。Arkema集团的年销售额为83亿欧元,拥有19,800名员工,在近55个国家同时开展业务。虽然该公司提供了许多不同的材料,但它对3D打印的兴趣正在逐渐增加。据了解,该中心主要是进行UV树脂的研发,因此它的新合作伙伴可能是牙科、体育和电子相关的公司。 Arkema对新开设的树脂3D打印技术中心的前景也非常乐观。Arkema全球业务总监Guillaume de Crevoisier评论道,“ 3D打印将通过创新的先进材料技术和与市场领导者的合作,进一步扩展大规模生产。”

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