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就在几年以前，利用微创手术医治包括中风和心脏瓣膜缺陷等严峻疾病还显得那么不可思议。现在，产业界就已经开始畅想用生物3D打印技术打印“人源器官”。[图片] 这不是科幻小说。安徽省经信委近日发布《安徽省“十三五”医药产业发展规划》，“3D打印技术医疗器械”被列入中四大发展重点之中。这不是一份技术文档，而是一份产业规划，它意味着，可能在五年之内，这就将成长为安徽医疗新产业。 规划中提及的最尖端的产业则是“细胞3D打印”，这是更微观级别的医学操作。“细胞打印基于微滴沉积的技术，一层热敏胶材料一层细胞逐层打印，热敏胶材料温度经过调控后降解，形成含有细胞的三维结构体”。 医疗技能和整个医疗产业都处于立异的边际。尽管目前为止生物3D打印技术能够打印出的产品还远没有发展到可以替代“人源器官”的程度，但是人们在这项飞速发展的技术中，看到的是巨大的希望。市场研究公司FutureMarketInsights最近发布报告称，全球3D打印医疗器械市场未来10年复合年增长率达到17.5%。 据了解，《安徽省“十三五”医药产业发展规划》中圈出安徽省七家未来可能从事高端医疗器械的重点公司，表面上看来，七家公司毫无共同之处。其中，欧普康视登陆深交所创业板刚刚一个月，研发硬质透气性角膜接触镜类产品；美亚光电，生产数字化大米色选机，近期则进军三维数字化口腔CT领域；中科美菱，研制生产低温冷冻储存箱；科瑞达，从事医疗激光研发生产；七家公司中还包括大名鼎鼎的华米科技，这是一家以“运动手环”闻名的互联网公司。 来自五湖四海的资本和产业，为了一个共同的目标，走到一起来。先驱者们总是能看到远方，他们或将在五年之内发力高端医疗器械，联手烤出蛋糕，完成整个产业链的拼图。 [医药]3D打印方向 “3D打印技术医疗器械”的两大方向。一是体外医疗器械制造。如假肢、助听器、齿科手术模板等；二是个性化永久植入物。对人体身体部位的复制是高度定制化的产品，通过3D打印，这些部件可以与身体完全契合，与身体融为一体。

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[图片] 罗马的修复专家使用3D打印修复从叙利亚古城帕尔米拉抢救的两个损坏的雕像。 许多城市的建筑和文物被ISIS破坏或破坏。 帕尔米拉古城是中东最受欢迎的旅游景点之一，每年吸引105,000名游客。也有很好的理由：教科文组织的遗产，包含古老的结构，如着名的贝尔寺，凯旋门和四个墓地，壮观地保存得很好。自叙利亚冲突爆发后，ISIS控制了这座城市，并开始摧毁它的古老建筑和雕像，这被恐怖组织认为是对伊斯兰宗教的偶像崇拜，从此这些遗产一切都改变了。联合国教科文组织认为，ISIS的行动构成了可由国际刑事法院惩处的战争罪。 虽然大部分的历史遗迹已经变成废墟，但还是有许多环保人士致力于拯救Palmyra的遗骸 - 无论是从城市抢救原始物品，还是通过其他更不寻常的方式。其中一种手段涉及3D打印：自2015年以来，环保人士试图通过重建被毁坏的建筑物和纪念碑的3D打印模型来抵制ISIS的破坏性意图。这些3D打印的Palmyra地标结构已经在伦敦的特拉法加广场，纽约时代广场和其他地方展出。 [图片] 3D打印可以用于创建已被完全破坏的结构的副本，而且它也可以用于“补丁”原始工件。 罗马的修复专家最近使用增材制造技术来恢复在第一次ISIS占领结束后不久从Palmyra抢救的两个受损的石灰石殡葬雕像。 修复者使用机制造其破碎的碎片，并使用磁铁将3D打印部件附着到原件。 [图片] [图片] Daria Montemaggiori，一个在雕像上工作的修复专家，她说，看到破损的雕像，他“充满了痛苦”，但是“乐于合作”修复它们。 Montemaggiori与Antonio Iaccarino Idelson合作进行了修复。

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Moataz Attallah教授是伯明翰大学先进材料与加工实验室(Advanced Materials and Processing Lab，简称AMP实验室)的专家团队带头人。该实验室引领着一些最前沿的3D打印材料研究项目，包括Space X 项目的3D打印陶瓷推进器，以及一台能够在零重力条件下3D打印金属的设备。 [图片] 本文我们将聚焦Attallah教授与欧航局合作进行的项目(涡轮发动机制造)、能够精准释放药物剂量的3D打印植入物，以及AMP实验室在3D打印研究方面的进展。 3D打印涡轮引擎是否行得通? [图片] 金属3D打印的航空引擎模型，由AMP实验室设计制作 这个3D打印的涡轮发动机引擎部件是AMP实验室与莫纳什大学共同合作的。“我们最初是从粉末研究做起，理解其性能，在此基础上制作小型部件，最后是一个大的部件。从概念开发，到材料研发，再到实际的成品，都是由AMP实验室完成的。” Attallah教授补充道：“你不可能3D打印整个引擎，即便是亲眼见到的那些打印出来用于测试的引擎，也仅仅是为短距离发射或者直升机设计的。” 教授还谈到了西门子开发的3D打印涡轮叶片。他表示，地面用的引擎与航空发动机有着天壤之别，陆地式引擎如果操作失败，那你还可以进行改动、减轻重量，但航空式引擎没有这种中途修复的机会。 开发新的3D打印金属材料 据了解，除了涡轮机以外，欧航局还为AMP实验室提供了2200万欧元的资金，旨在开发一种能够加速工业级新型金属粉末的工艺。欧航局的合金制造项目共有31个机构参与，其中包括了英国雷尼绍、Rolls Royce、汽车制造商Fiat的研发中心等重要参与者。 [图片] AMP实验室的金属3D打印部件 “目前，如果你要开发一种材料，尤其是金属材料，大概需要5年左右的时间才可能证明其实用性。”教授解释道。AMP实验室也正在着力加速这种进程。 ACCMet项目 (Accelerated Metallurgy)就是其中的一个核心，该项目将金属丝线挤出设计成一种直接激光制造的模式，在两分钟里制造出这种合金块。性能测试通过后，就可以进行下一步。 [图片] 除航空研究以外，医疗是AMP实验室的第二个聚焦点。Attallah教授和他的团队将3D打印药物与金属植入物相结合，开发了一种能够精准释放抗生素的植入物，能够针对局部患处进行更有效的治疗。虽然目前仍处于初期阶段，他们对这种植入物的前景非常看好。 无论是3D打印在航空还是医疗方面的应用，作为一名大学教授，Moataz Attallah看到在推进这些前沿的研究方面还存在很多“疑难杂症”。其中，开发学生的实际应用能力是一大难点。他指出，许多学生还是徘徊在学术研究的阶段，对将这些研究推入实际的行业应用有所犹豫。为此，伯明翰大学专门针对增材制造的特别研究开设了学位和项目，在温度控制和增材制造吹制粉末方面深入开展研究。

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心血管疾病是当今世界威胁人类最严重的疾病之一，其作用机制复杂，目前基于动物实验及平面细胞实验的研究与人体环境相差甚远，如果能够在体外构建一个可以模拟体内血管环境的血管模型，在这个模型上进行化学刺激和力学刺激，将会为心血管疾病机理的探讨提供高效的工具。我们团队(注：浙江大学贺永教授团队)经过两年多的研究探索，提出了一种血管3D打印工艺，该工艺能实现宏微跨尺度血管结构的打印，宏观流道可用于各种机械力的加载，微观通道可用于营养输送以及化学物质的加载。本血管打印模型可以集成在器官芯片上，可应用于药物筛选、细胞共培养、细胞力学等领域，本研究受到国家基金重点项目、国家优秀青年基金、浙江省杰出青年基金项目资助。 基于生物打印的方法在体外构建血管结构一直是组织工程领域的研究热点，常见的方法主要包括：直接打印管状结构和在凝胶结构中构建流道网络，虽然这些方法制造出的血管模型在一定程度上可以模拟真实血管的功能，但是它们无法同时满足化学加载和力学加载的要求，故无法用于体外模拟血管环境平台的搭建，进而难以用于血管类疾病机理的研究。 我们提出了一种全新的血管打印方法，其特点是能实现宏微跨尺度流道的同时成形。通过课题组自行研发的血管打印机，利用同轴喷头制造出中空凝胶纤维，装载成纤维细胞和平滑肌细胞的凝胶纤维可控沉积在三维打印平台中的旋转模板上，内皮细胞种在中空凝胶纤维融合后形成的宏观通道内。课题组通过大量的工艺实验，系统解决了跨尺度血管结构的成型问题;通过流体流动实验演示了多尺度流道的用处;并通过后续的三层细胞培养实验展示了在组织工程应用中的可能性。 我们很欣慰的是通过这个研究，将生物3D打印机实现了产业化，预计今年6月份将能批量提供，本生物3D打印机及生物制造套件可实现包括可打印血管等含细胞的生物组织、人工骨等陶瓷材料、载药支架等的高效制造。 题外话 ACS Biomaterials延续了ACS出版社的一贯高质量要求，共4个审稿人意见都非常专业，我们的Response Letter就足足写了30页。 [图片] [图片] [图片] [图片] [图片] [图片] [图片] [图片] 如何掌握医用3D打印的行业趋及最新研究进展，了解3D打印技术在个性化医疗中的应用，紧追3D打印在技术创新高峰期的步伐，生物谷热忱的邀请您参加2017年4月13-14日在成都举办的2017(第三届)医用 3D打印行业峰会, 本次峰会也有幸邀请到浙大贺永教授作为演讲嘉宾，生物谷期待您的到来!

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1月18日，有媒体报道我国国产的第四代具有隐身功能的战斗机鹘鹰2.0的首飞已经获得成功。增材制造的钛合金构件现在已经被加入到鹘鹰战机的零部件中，这次的2.0首飞改部件可以说是发挥了不可替代的作用，同时这也可以说明我过的增材制造的迈上了一个新的台阶。 [图片] 本次用到的承力构件主要是用来构成是鹘鹰2.0的骨架上的零部件，而制造这种构建更是采用了3D打印技术，与传统的制造方式相比大大节省了设备研制的周期和成本，在未来这一技术有着大规模的应用前景。 [图片] 增材制造(Additive Manufacturing，AM)这种技术采用的是材料逐级累加的形式进行零件的制造，与传统的铸造方法确实不可同日而语。过去二十年，AM技术还是取得了飞速发展的。换用另一句话说，这就是现在最热的3D打印。 [图片] 欧美国家纷纷对这种打印技术进行了战略上的部署，并且这种技术还受到了各行各业的关注。再看国内，目前有几家公司已经成功实现3D打印在军工业上的零部队制造方面的突破。而这种技术还被认为对飞机装备的研究与开发起着不可替代的作用。西北的工业大学已经开始着力于这方面的研发，据说现在已经可以满足筑造大型装备零件。西安交大在1997年年时研制了我国第一台通过光固化的方式来进行快速成型的机器，这一机器现在已经销往印度、肯尼亚多地，在国际上已经非常具有竞争力。 [图片] 其实，增材制造在航天拥有着最为强大的作用，就现今的几款战机看来，这种趋势还会不断的延续下去。因为其能够满足成本低、周期短的需求。此种工艺已经成为各国在航天业的制造方面的先进性的标志。美国的F-22、F-14和“狂风”的重要的零部件均采用这种整体性的钛合金的结构。大量的使用这种技术来生产飞机的零件，降低原有的成本以及周期，不得不说是现代航空业的一种进步。 3D打印技术在工业领域、生物医学领域、文化创意领域的深度应用，并促进3D打印与航空航天、军工、汽车及零部件、工业设计、文化创意、创新教育、骨科、等大外科、康复、文物修复等传统技术的结合。据悉第五届世界3D打印博览会将于5月4-6日在上海国际展览中心举办，本次展会定向邀请了航天一院、二院、三院、七院、八院、九院等航天系统和航空工业系统、上海汽车、一汽、东风、吉利等汽车及零部件的设计与研发部门负责人，医疗机构、教育机构、创客创意机构负责人。中国航空工业协会、中国生物技术协会、中国纺织服装协会等行业组织将率会员企业现场对接。

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3D打印物体由一种称为ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）的材料制成，这种材料与用于制造乐高玩具的材料相同。 [图片] 据国外媒体报道，这是第一个私人委托的3D打印物体进入了地球轨道，代表了空间探索迈出了重要一步。像许多新技术一样，3D打印所具有的潜力以不能想象的方式来改变我们的未来。将来能够有一天到达一个外星世界，并从周围环境取材制造所需要的一切，这个想法可能看起来像是来自科幻小说，但在某些情况下，科幻小说已经被科学预测。 这个3D打印物体是一种重力计，用于宇航员离开重力环境时为宇航员提供视觉提示，以现代六分仪的风格设计，象征着人类的未来。同时，这也是Buzz Aldrin在月球上的标识和制造空间标志。制造商联合创始人兼首席技术官Jason Dunn说：这是非常重要的，因为这表明进入轨道在现在看来更容易负担得起，国际空间站上的AMF已经在2016年安装到位。3D打印物体由一种称为ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）的材料制成，这种材料与用于制造乐高玩具的材料相同。 AMF通过使用挤出机将聚合物长丝加热，并使其延展，这个过程一直重复，直到3D对象完全制造出来。当然，这整个过程更是对微重力环境的挑战。首席技术官Jason Dunn说：最大的挑战是将地面制造搬到空间环境中，我们已经相当擅长这个技术，但还面对其他挑战，比如在轨道上远程操作。空间探索从政府转向个人和私人组织，首次证明我们在太空制造物体的方式不再是政府为主，个人也可以。虽然这个3D打印物体是象征性的，但现在已经向前迈出的关键一步，表明每个人都可访问外太空。前NASA宇航员迈克尔认为，整个ISS合作伙伴关系已经向商业化方向发展，微重力中的制造只是其中的一部分。

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“南充正在建设全国第一个3D打印技术示范市，”2月17日，南充校地合作工作会上传出惊喜方案，借助清华大学软件学院的实力，南充已经出台“建设3D打印技术教育示范市实施方案”，将在全市成规模的重点公立学校推广开设“3D打印技术与未来制造”课程，加快以3D打印技术为标志的创新实验室建设，广泛深入开展3D打印知识的教育和应用，将南充建设成3D打印技术教育示范市。[图片] 这是南充中国内众多高校合作的一个范例，这次校地合作工作会上专门出台了市校科技合作方案征求意见稿，大致勾画了众多高校助力南充“双创”的路径，为南充经济发展提供新动力。 2016年3月25日，南充市人民政府与清华大学软件学院正式签约，将市校合作，共同建设中国西部三维技术研究院暨全国首个3D打印技术教育示范市。3D打印技术，是一种以数字模型文件为基础，运用可粘合材料，通过逐层打印的方式构造物体，把计算机上的蓝图变成实物的技术。 “这是全国首例以城市为基础，来建设3D打印教育示范市。”北京清软海蕊科技有限公司董事长施侃乐介绍，在南充建立的三维技术研究院，将承担科技研发与转化、人才培养与公益服务、产业孵化、基金创投等职能。在短时间内通过政府、企业和高校最紧密的合作，实现高科技领域的快速人才和企业集聚，创造中国三维技术领域的“南充现象”。在不久的将来，一说起3D技术，就想到南充；一说起三维技术，就说起南充。三维技术产业园项目就落户南充市嘉陵区。该项目计划投资2亿元分三期建设，在南充打造集科研、生产、推广为一体的三维技术产业聚集园区。目前，项目一期“三维技术展示体验馆”、“未来工厂”、“3D打印技术大讲堂”、“3D打印机生产车间及配套”等已建成。 南充力争创建清华大学南充创新中心；启动建设中国科学院南充产业育成中心；规范运营浙江大学、兰州大学南充技术转移中心；推进哈尔滨工业大学与四川鑫达集团的合作、推进苏州大学和南充丝纺服装企业合作，组建丝纺技术联盟。 建立西南大学南充国家农业科技园区研发基地，加强有机蔬菜、特色种养殖等重点产业工程技术中心、产业创新联盟的研发水平；依托重庆大学，全面推进南充机械汽配主业技术升级和结构调整；推动电子科技大学与南充职业技术学院校校合作；积极转化四川大学化工材料领域科技成果，推动四川大学与南充市内化工材料重点企业开展校企合作。 南充，我省仅次于成都，驻市高校最多的城市。征求意见稿还提出南充经济同驻市高校协同发展的具体路径。加快建设西南石油大学南充国家大学科技园，支持西南石油大学（南充）创办独立应用型工科大学，与南充化工产业园合作，共同建设南充化学工业实验室；支持西华师大创建博士学位授予单位，加快组建西华师大嘉陵江流域生态保护与治理联盟；支持川北医学院启动创建省级大学科技园，加快建设以川北医学院主导的南充健康产业园，依靠成渝两地生物医药创新资源，加快组建南充生物医药产业技术研究院。 南充市科技知识产权局局长王晓钧介绍，南充将在汽车汽配、油气化工、丝纺服装、现代物流和现代农业这5个千亿产业集群上同众多高校进行合作，围绕重点区域、重点项目抓合作，“一校一策、一院一策”，建立市政府与驻市高校（院所）定期召开联席会议制度。

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据市场资讯机构Allied Market Research调查数据显示，2015年到2020年，全球3D打印医疗保健市场的平均增长率约为26.6%，3D打印在医疗行业的应用具备十足的潜力。诚然，近年来工业级3D打印设备在航空航天、汽车制造、医疗卫生、艺术品复制等领域展现了良好的发展态势。得益于精细度高、成品坚固、可复制复杂的几何模型等因素，越来越多的行业领域乐于采用3D打印的方式。其中，医疗和外科中心对3D打印需求占市场份额的三分之二。 [图片] 之所以医疗卫生行业乐于采用3D打印技术，是因为3D打印在复制的几何模型上有着无可比拟的优势。剧南极熊了解，最初，3D打印在医疗行业的应用在于辅助医疗，例如：制造医疗设备;复制病患部位模型。由于医疗行业对医疗设备的精细度要求高，所以3D打印在该方面满足了需求。复制病患部位模型在手术过程中扮演着重要的角色，多用于手术之前的预手术，增加手术的成功率。 随着生物相容性材料的应用，3D打印开始涉及制作器官。我们知道，不具备生物相容性的材料容易造成人体的排他性，导致人体的多种不适。生物相容性材料能够与人体器官相容利于植入器官的长久生存。目前，3D打印人体器官主要体现在肢体或者骨质器官上。活性细胞材料正在研究阶段，虽然在动物(小白鼠)上应用成功，但是在人体上的应用尚需时日，并不能用于临床。 据Allied Market Research的数据显示，来自医疗和外科中心的应用案例占据市场份额的三分之二，未来将有很长一段时间占据首要位置。除了，辅助医疗、制造部分人体器官，3D打印在提供订制、个性化的医疗设备方面有着较强的潜力。 据Allied Market Research统计，2015年全球3D打印医疗保健市场的销售额为5.79亿美元，预计2020年将增长至23.638亿美元。此外，该组织还预测2015年至2020年，全球3D打印医疗保健市场的年均增长率为26.6%。 此外，医疗机构出示了一份医用3D打印市场份额，其中Mdical/dental(医疗行业)占据15.1%。Consumer products(消费品)拥有20.3%的市场份额，占第一名。第二位的便是Motor vehicles，占整个市场销售份额的19.5%。从以上数据可以看出，3D打印技术在医疗行业的应用前景广阔。 以上，我们了解了医用3D打印的市场份额，相对消费品而言，医用3D打印占比较小，一方面说明医用3D打印发展前景广阔，另一方面则透露出主客观因素影响下，医用3D打印行业的发展尚需客服许多问题。目前，医疗3D打印行业的发展尚需几个突破性的技术驱动，例如多材料3D打印、全彩3D打印机、活性细胞打印。 前文提及，Mdical/dental(医疗行业)的市场份额占3D打印市场份额的15.1%。潜力大的同时，侧面反映了主客观因素在制约着医用3D打印行业的发展。时下，医用3D打印行业的制约因素到底是什么? Allied Market Research表示：多材料3D打印、太阳能动力以及便携式全彩3D打印机。 在小编看来，制约医用3D打印行业发展的主要因素是可3D打印的材料，医用3D打印材料要求生物兼容性，置入人体时不易产生生物排他性。目前，既可置入人体又可用于3D打印材料并不多，这就导致材料成为医用3D打印行业发展的瓶颈。当下，3D打印活性细胞材料正在研发，2014年，俄罗斯出现3D生物打印机，之后，使用生物墨水打印出活性细胞，但只能用于小白鼠身体上，并没有形成正式的临床案例。 如Allied Market Research所述，医用3D打印不能局限于单个材料的3D打印，有可能多个材料同时进行3D打印工作，这就要求3D打印机的硬件设备具备多材料打印的功能。此外，全彩打印也是重中之重，单一颜色材料的打印远远满足不了医疗行业的需求。 编辑点评： 3D打印在技术上的优势契合了医疗行业对仪器和器官的需求，所以近年来，3D打印行业在医疗行业拥有深入的应用，然而3D打印材料和3D打印设备在一定程度上制约了3D打印行业在医疗行业的应用。只有突破技术上的制约，医疗3D打印行业才能好的发展。 另外，3D打印在医疗等相关行业的滥用在一定程度上侵犯了道德和法律的底线。3D打印技术的应用健康与否关键在于用3D打印技术的人，只有我们坚守道德底线，才能使3D打印行业向着更健康的方显发展。

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近几年随着3D打印技术的快速发展，它在航空航天、汽车、生物医药和建筑领域的应用范围逐步拓宽，其方便快捷、材料利用率高等优势不断显现。 目前，金属3D打印技术主要有选择性激光烧结（SLS）、电子束熔融（EBM）、选择性激光熔化（SLM）和激光近净成形（LENS），其中选择性激光熔化为研究的热点，其使用高能激光源，可以熔融多种金属粉末。国内外金属3D打印机采用的金属粉末一般有：工具钢、马氏体钢、不锈钢、纯钛及钛合金、铝合金、镍基合金、铜基合金、钴铬合金等。常用的粉体为钛粉、铝合金粉和不锈钢粉。 工具钢和马氏体刚 [图片] 工具钢的适用性来源于其优异的硬度、耐磨性和抗形变能力，以及在高温下保持切削刃的能力。模具H13热作工具钢就是其中一种，能够承受不确定时间的工艺条件；马氏体钢，以马氏体300为例，又称“马氏体时效”钢，在时效过程中的高强度、韧性和尺寸稳定性都是众所周知的。他们与其他钢不同，因为他们是不含碳的，属于金属间化合物，通过丰富的镍、钴和钼的冶金反应硬化。由于高硬度和耐磨性，马氏体300才适用于许多模具的应用，例如，注塑模具、轻金属合金铸造、冲压和挤压等，同时，其也广泛应用于航空航天、高强度机身部件和赛车零部件。 不锈钢 [图片] 不锈钢具有耐化学腐蚀、耐高温和力学性能良好等特性，由于其粉末成型性好、制备工艺简单且成本低廉，是最早应用于3D金属打印的材料。 目前，应用于金属3D打印的不锈钢主要有三种：奥氏体不锈钢316L、马氏体不锈钢15-5PH、马氏体不锈钢17-4PH。 奥氏体不锈钢316L，具有高强度和耐腐蚀性，可在很宽的温度范围下降到低温，可应用于航空航天、石化等多种工程应用，也可以用于食品加工和医疗等领域。 马氏体不锈钢15-5PH，又称马氏体时效（沉淀硬化）不锈钢，具有很高的强度、良好的韧性、耐腐蚀性，而且可以进一步的硬化，是无铁素体。目前，广泛应用于航空航天、石化、化工、食品加工、造纸和金属加工业。 马氏体不锈钢17-4PH，在高达315℃下仍具有高强度高韧性，而且耐腐蚀性超强，随着激光加工状态可以带来极佳的延展性。目前华中科技大学、南京航空航天大学、中北大学等院校在金属3D打印方面研究比较深入；现在的研究主要集中在降低孔隙率、增加强度以及对熔化过程的金属粉末球化机制等方面。 钛合金 钛合金具有耐高温、高耐腐蚀性、高强度、低密度以及生物相容性等优点，在航空航天、化工、核工业、运动器材及医疗器械等领域得到了广泛的应用。 传统锻造和铸造技术制备的钛合金件已被广泛地应用在高新技术领域，如美国F14、F15、F117、B2和F22军机的用钛比例分别为：24%、27%、25%、26%和42%，一架波音747飞机用钛量达到42.7t。但是传统锻造和铸造方法生产大型钛合金零件，由于产品成本高、工艺复杂、材料利用率低以及后续加工困难等不利因素，阻碍了其更为广泛的应用。而金属3D打印技术可以从根本上解决这些问题，因此该技术近年来成为一种直接制造钛合金零件的新型技术。 [图片] 图为F-35的钛合金整体框，目前美国仍然只能使用水压机来进行这种构件的生产 飞机钛合金大型整体关键构件激光成形技术是“3D打印技术”的高端发展形势，对航空工业来说是一场革命性的技术，而跑在这项技术前列的是中美两国，而中国则领先美国。TiAl6V4（TC4）是最早使用于SLM工业生产的一种合金。但是3D打印钛零件由于钛本身的抗塑性剪切变形能力和耐磨性差，限制了其在高温和腐蚀耐磨条件下的使用。因此铼（Re）和镍（Ni）被引入钛合金中，3D打印的Re基复合喷灌已经成功应用于航空发动机燃烧室，工作温度可达2200℃。 [图片] 日本京都大学利用3D打印技术打印了Ni-Ti合金人造骨 铝合金 铝合金具有优良的物理、化学和力学性能，在许多领域获得了广泛的应用，但是铝合金自身的特性（如易氧化、高反射性和导热性等）增加了选择性激光熔化制造的难度。目前，SLM成形铝合金中存在氧化、残余应力、空隙缺陷及致密度等问题，这些问题主要通过严格的保护气氛，增加激光功率，降低扫面速度等改善。目前，SLM成形铝合金材料主要集中在Al-Si-Mg系合金，主要有铝硅AlSi12和AlSi10Mg两种。铝硅12，是具有良好的热性能的轻质增材制造金属粉末，可应用于薄壁零件如换热器或其他汽车零部件，还可应用于航空航天及航空工业级的原型及生产零部件；硅/镁组合使铝合金更具强度和硬度，使其适用于薄壁以及复杂的几何形状的零件，尤其是在具有良好的热性能和低重量场合中。 [图片] [图片] 第六代三叉戟II D5型弹道导弹使用了通过3D打印而生产的连接器后盖，该部件可以保护导弹的电缆接头。1英寸宽（2.5 cm）连接器后壳的附加打印工艺包括一层置于表面的细小铝合金粉末层和一个激光或电子束加热源，通过电脑控制，将粉末熔化，而后成固体金属状，其形态对应于这一层的最终产物。之后机器将放置下一层粉末并且重复这一过程直至这一零件加工完成。这一工艺不仅减少了材料的浪费，而且其加工时间缩短为传统方法的一半。 高温合金 高温合金是指以铁、镍、钴为基，能在600℃以上的高温及一定应力环境下长期工作的一类金属材料，其具有较高的高温强度、良好的抗热腐蚀性和抗氧化性能以及良好的塑性和韧性。目前按合金基体种类大致可分为铁基、镍基和钴基合金3类。高温合金主要用于高性能发动机，在现代先进的航空发动机中，高温合金材料的使用量占发动机总质量的40%～60%。现代高性能航空发动机的发展对高温合金的使用温度和性能的要求越来越高。传统的铸锭冶金工艺冷却速度慢，铸锭中某些元素和第二相偏析严重，热加工性能差，组织不均匀，性能不稳定。而3D打印技术在高温合金成形中成为解决技术瓶颈的新方法。美国航空航天局声称，在2014年8月22日进行的高温点火试验中，通过3D打印技术制造的火箭发动机喷嘴产生了创纪录的9t推力。 [图片] LEAP喷气发动机采用3D打印的部件 Inconel 718是基于铁镍硬化的超合金，具有良好的耐腐蚀性及耐热、拉伸、疲劳、蠕变性，适用于各种高端应用，例如，飞机涡轮发动机和陆基涡轮机等。Inconel 718合金是镍基高温合金中应用最早的一种，也是目前航空发动机使用量最多的一种合金。 钴铬合金具有高强度、耐腐蚀性强、良好的生物相容性以及无磁性的性能，主要应用于外科植入物包括合金人工关节、膝关节和髋关节，同时其还可用于发动机部件以及时装、珠宝行业等。 镁合金 镁合金作为最轻的结构合金，由于其特殊的高强度和阻尼性能，在诸多应用领域镁合金具有替代钢和铝合金的可能。例如镁合金在汽车以及航空器组件方面的轻量化应用，可降低燃料使用量和废气排放。镁合金具有原位降解性并且其杨氏模量低，强度接近人骨，优异的生物相容性，在外科植入方面比传统合金更有应用前景。 结语 3D打印技术自20世纪90年代出现以来，从一开始高分子材料的打印逐渐聚焦到金属粉末的打印，一大批新技术、新设备和新材料被开发应用。金属粉末的3D打印技术目前已取得了一定成果，但材料瓶颈势必影响3D打印技术的推广，3D打印技术对材料提出了更高的要求。现在适用于工业用3D打印的金属材料种类繁多，但是只有专用的粉末材料才能满足工业生产要求。因此，金属粉末的3D打印技术的发展依旧任重而道远。

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200多片雷利诺龙的骨头碎片在澳大利亚新南威尔士州被发现。现在，在澳洲的国家羊毛博物馆里，科学家们正在用3D打印和虚拟现实（VR）技术“复活”这头恐龙。他们将尝试创建一个雷利诺龙的精确3D模型，该模型既可以3D打印，也能通过一个VR头盔被虚拟体验。 [图片] 据了解，雷利诺龙原产于澳大利亚，生活在1.1亿多年前。来自附近迪肯大学的机电一体化系的学生将检查这些骨头碎片，从而创建一个恐龙的数字3D模型。随后，模型会被打印出来，并展出在国家羊毛博物馆。 [图片] 迪肯VR实验室的负责人Ben Hornan说，为了成功地教育和娱乐博物馆参观者，该项目的参与人员将使3D打印恐龙尽可能地逼真。为了“复活”恐龙，迪肯VR实验室的专家计划打造一个特别的VR体验。该体验允许博物馆参观者走进发掘现场，当他们通过VR头盔触摸虚拟的恐龙骨头时，他们会触摸恐龙的3D打印模型，模型表面覆盖有逼真的皮肤纹理。 [图片] 这些逼真的3D打印皮肤将基于至今仍活着的一种东部蓝舌蜥蜴的鳞片来制作，已灭绝的雷利诺龙的鳞片与该种动物的鳞片极其相似。“我们扫描了一只东部蓝舌蜥蜴，现在正在3D打印其鳞片。打印完后，我们会咨询蓝舌蜥蜴专家哪一种能最好地代表蓝色蜥蜴，然后再将其用在恐龙模型上。” [图片] 这个VR体验也将允许游客看到和跟踪一个完全动画版的恐龙，该恐龙会游荡在一个虚拟的、部分根据当地植物园制作的栖息地中。