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通过3D打印机制作一次性或小批量的零部件与在批量生产中实现成熟的3D打印制造工艺之间，存在很大差异。There is a very big difference between making one-off or short-run parts with a 3D printer and being a proven manufacturing process in volume production applications.专为生产而设计的设备3D打印诞生的“土壤”是原型和快速制造，面临生产领域对于效率、质量一致性以及加工稳定性的需求，需要采用一种非常不同的增材制造方法来消除当前工艺所面临的挑战，从而推动增材制造技术在批量零件制造中实现更广泛的应用。那么，金属增材制造在生产中可行性的要求是什么？- 必须是可预测的：您无法花费数小时或数天的时间来通过反复试验为了制作第一个合格的零部件。- 必须更快：优先考虑减少构建时间，这就是多激光3D打印设备越来越多地用于生产的原因。- 必须准确：在更高的速度和更复杂的零件上，需要更好的过程控制来始终如一地生产高质量的零件，同时减少后处理或返工。- 必须稳定：在生产环境中，激光器几乎一直处于开启状态，以提供必要的通量，这些激光器需要可靠且易于维修。来自美国旧金山的Velo3D开发了新的智能熔化粉末床金属增材制造系统。该系统从的设计目的是为了用于生产工作，从零件加工过程模拟开始，到生成加工策略，然后，通过各种过程控制，以确保在多个零件加工中保持质量的稳定性和一致性。无需支撑的3D打印零件Velo3D的智能金属熔化系统打破了基于粉末床选区金属熔化领域的“45度规则”。可以在不需要支撑的情况下打印角度低至10度的零件特征。[图片]Velo 3D 的3D打印设备。来源：Velo 3DVelo3D 的设备已经开发多年，从一开始就打算用于批量生产。Velo3D的特点是能够在没有支撑的情况下构建低角度几何形状，Velo3D打印机可以处理低至10度的角度，从而可以构建曾经被认为不可能的几何形状。与常规增材制造技术相比，还可以在不需要支撑的情况下构建高达40 mm（1.57“）的大内径。[图片]面向生产的零件。来源：Velo 3D消除生产障碍当前制约金属增材制造技术实现成本有效地进行批量生产的主要障碍是，如何保持构建过程质量的可靠性。特别是对于多激光3D打印设备来说，质量的控制是一大挑战。例如，激光光斑尺寸对性能有显着影响。由于校准不良，气流或其他因素，容易发生2-3倍的光斑尺寸变化。[图片]从左上角顺时针方向：定子和风扇，径向涡轮机叶轮，喷嘴，热交换器。来源：Velo 3D直到最近，还没有特别实用的方法来测量粉末床选区金属熔化工艺的光斑尺寸漂移问题。通常的做法是每隔3到6个月通过外部引入校准技术人员，以使3D打印机恢复到精确的工作状态。Velo3D的解决方案是集成计量系统，可测量关键过程变量，然后自动重新校准机器。校准程序测量机器工作范围包括校准49个点的精度和一致性。只需按一下按钮，操作员就可以随时运行它。Velo3D的Sapphire 3D打印机还可在每次构建之前自动检查耗材的级别或寿命 – 例如过滤器，筛子和粉末供应 – 并在机器监视器上显示相关信息。生产多激光系统的另一个因素是不同激光头的相邻表面之间的缝合质量。激光必须完美对齐，以创建光滑，无缝的表面。3D科学谷了解到，即使是50微米的差异也是可辨别的，并且可能不利地影响零部件的结构完整性。此外，随着构建方向沿着垂直的Z轴前进，XY轴对准可能会漂移，因此必须进行过程跟踪并进行校正以确保整个构建的对齐。如果没有过程跟踪，可能会在最终的零部件产生严重缺陷，从而导致需要返工或额外的后期处理。Velo3D的传感器系统实时解决了这个问题，通过在构建的每一层的工件表面上大约500个点处的相邻激光点覆盖过程中的监视，当检测到未对准时，系统会在控制系统中自动调整。这是一种手段，不仅可以使单个零部件达到更高的精度和表面质量，而且可以在多个零部件的加工中提高质量稳定性。过程中控制3D打印机的构建室内有很多因素会影响金属增材制造工艺的质量和一致性。一个是气体的质量，如果存在氧气，氧气可能与材料发生氧化反应，这些会限制粉末的再利用，并且可能在零部件制造过程中产生不一致的机械性能。对于许多材料来说，惰性气氛更好，Velo3D的设备将氧气限制在1ppm以下并应用恒定湿度监测。气流也很重要，因为残留的烟灰颗粒会使激光束模糊，从而降低激光导入粉末的能量强度。常规方法是引导层流气流穿过粉末床的表面。然而，层流不一定等于均匀流动，并且不均匀的气流导致烟灰积聚，从而造成零件不一致的机械性能和表面粗糙度。Velo3D的Sapphire 3D打印机采用大容量，高速均匀气流，这提供了以高激光功率持续运行的能力。通过系统来持续监控熔池热量的能力也很重要，熔池监控不仅仅是传感器的技术，还需要提供与正常偏差的原因分析，从而确定缺陷区域，并帮助用户了解缺陷的产生方式和原因。根据3D科学谷的市场观察，这一点，在市场上的选区金属熔化金属3D打印设备中已经获得了广泛的应用，可以说并非是Velo3D的差异化特点。Velo3D的一个差异化特点是非接触式粉末刮板。通常需要铺粉刮板来扫过粉末表面，以在部件上方平坦化，并且均匀地移除剩余的粉末。铺粉刮板是磨损部件，如果不仔细管理，可能会导致与突出部件发生摩擦“碰撞”，从而碰坏零件的内部特征。Velo3D的非接触式粉末刮板，可通过在每一层提供完整的XYZ方向上的零部件定位和粉末床图，以防止“碰撞”。设备还可以检测粉末床条纹并通过在涂覆机中运行清洁循环来自动校正以释放粘附的粉末颗粒。最后，对于大批量生产，Velo3D的Flow™软件可以快速生成打印程序。金属增材制造的最大挑战之一是创建一个生成与设计意图相匹配的零件。这是关于预测翘曲并施加避免措施，以便最终部件按规格完成的过程。没有强大的软件来辅助这个功能，制造出第一个符合要求的零部件可能是一个漫长的试错过程。[图片]Flow软件预测过程的翘曲并相应地自动调整打印程序。来源：Velo 3D导入3D CAD文件后，Flow™软件的模拟引擎会自动分析设计，预测打印中的变形，并生成补偿构建程序，该软件可识别许多零件特征，并为每个特征独立应用优化的构建过程。它还可以预测部分风险和故障，在开始构建过程之前验证打印的可执行性。他山之石可以攻玉，Velo 3D作为SLM金属3D打印领域的后起之秀，针对进入生产领域对设备带来的挑战与痛点发力，这或许可以成为国内设备厂商发展方向的借鉴。

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2019年广东省“极光尔沃杯”全国职业院校技能大赛（广东赛区）的冲锋号角已嘹亮奏响，一次以专业职业技术为主题的精彩较量也已全面拉开。这场新时代背景下的顶尖赛事，让人们在期待更高荣誉归属的同时，也拥有了更加宏阔的憧憬。[图片] 国家级二类赛介绍 [图片]2019年全国技能大赛-全国电子信息行业新技术应用职业技能竞赛为国家级二类竞赛，由中国电子质量管理协会、中国就业培训技术指导中心共同主办。该比赛是目前人社系统最高级别的3D打印与VR赛项。[图片]http://www.mohrss.gov.cn/gkml/zcfg/gfxwj/201904/t20190403_313800.html指导思想: 全面贯彻落实党的十九大重要精神: “建设知识型、技能型、创新型劳动者大军，弘扬劳模精神和工匠精神，营造劳动光荣的的社会风尚和精益求精的敬业风气”，加快培养和选拔高技能人才，推动我国高技能人才队伍建设。主题: 新时代、新技能、新梦想思路: 着眼于人才培养和选拔，创新竞赛形式，丰富竞赛内容，提高竞赛质量，完善竞赛制度，推广竞赛成果，为促进技能人才队伍建设、服务企业发展、备战和筹办世界技能大赛提供坚实基础并营造良好氛围。大赛由多个部门单位主办，赛事将产生8名“全国技术能手”，一、二、三等奖获奖比例分别为10%、20%、30%，决赛另设团体优胜奖、突出贡献奖、优秀指导教师奖等若干名，由竞赛组委会颁发奖牌和荣誉证书，承办校分布在北京、天津、吉林、山东、河南、广东、重庆、山东等赛区。深圳市极光尔沃科技股份有限公司将全程参与、支持、组织本届广东省竞赛。中国电子信息行业新技术应用职业技能竞赛，是新时代下产教融合校企合作的推进的方向，是促进产教结合、校企无缝对接的重要举措；是实现职业教育与经济社会同步规划，与产业升级同步实施的集中展现。在赛事的磨练与实践中，一大批高素质、高技能、高价值的职业人才必将纷涌而出。极光尔沃与职业院校一道探索3D打印技术教育、实践型人才的培养方式、探索和完善新的工作机制、探索校企合作新模式，为中国智能制造培养更多的优秀人才，为促进职业教育产教结合、人才转型贡献绵薄之力！为响应全国职业院校技能大赛为行业、企业培养技术技能型紧缺人才的积极意义，极光尔沃秉持一直以来坚守的“支持职教，回馈社会”的理念，会一如既往地通过与职教项目的深度合作，让更多的职业人才展示风采、追梦圆梦。比赛流程：[图片]比赛报名截止时间：2019年7月20日比赛报名联系人：周成贵 15361418260

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据外媒报道，几年前，瑞典查尔姆斯大学的科学家们用木头纤维创造了一种3D打印介质。现在，他们开发出了一种新的打印方法，即用它来打印具有天然木材结构和质量的固体材料。[图片] 据了解，之前的材料是以纳米纤维素凝胶的形式出现，这意味着它含有从木浆中提取的微小纤维素纤维。然而虽然这打印出各种各样的物体，但它们却缺乏实际木材的孔隙度、韧性和抗扭强度。不过最近，研究人员往里面添加了一种新的成分：半纤维素，这是植物细胞的天然成分。这能提高凝胶的强度使其像胶水一样将纤维素纤维粘在一起。另外，他们还对天然木材的遗传密码进行了数字化，然后用这些密码指导使用了改进凝胶打印的3D打印机。因此，他们能够在打印过程中精确控制纳米纤维的排列，并创造出不仅由木材纤维制成而且具有真实木材“超微结构”的简单物品。们希望这项技术最终能被用来制造从包装到家具的所有东西。另外，由于这项技术可以利用从林业工业废料中提取的纤维素或甚至不是从木材中提取的植物纤维素，所以它可能可以减少需要砍伐的树木数量。更重要的是，3D打印的“木材”在某些情况下可以取代不那么环保的材料，比如石油基塑料。“这是制造技术上的一个突破，”该项目的首席科学家Paul Gatenholm教授表示，“它让我们超越自然的极限、创造新的可持续的绿色产品。这意味着那些以森林为基础的产品现在可以用3D打印技术在更短的时间内打印出来。”相关研究报告已发表在《 Applied Materials Today 》上。

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3D打印医疗模型和手术导板在实现精准手术、降低复杂手术难度方面所起到的作用，逐渐受多个医学学科的认可。但相关费用无法通过医保报销，是这类应用尚未普及的阻力之一。 [图片]包括肿瘤（紫色），主动脉和髂动脉和肾动脉（粉红色），静脉（蓝色）和集合管系统（黄色）的3D打印肾脏模型。常态化应用又近一步数字化骨科3D打印技术领域的专家上海交通大学王成焘教授曾表示，3D打印医学模型和导板在医院中的应用很快会成为常态技术，中华医学会数字医学分会发布了3D打印模型专家共识，列了9个适应症，让应用更加规范化。这个打印的内容在肝胆外科、泌尿科都得到了广泛的应用。虽然在治疗中存在对3D打印技术的实际需求，但相关医疗费用无法通过医疗保险进行报销，是这些技术尚未成为临床中一种常态技术的阻力之一。为此，国内外众多受益于3D打印技术的医疗机构都在推进3D打印医疗模型、手术导板的费用报销问题。我国12个部委发文表示2020年解决收费标准和进医保的问题。就在7月1日，美国医学协会（AMA）批准的用于3D打印医疗模型和手术导板报销的“通用医疗程序编码”代码（CPT code）将正式使用，可以说这是具有里程碑意义的实质进展，将推动3D打印医疗模型、导板的应用普及，也为其他国家推动3D打印模型、导板的费用报销工作提供了一定的参考。据了解，美国医学协会（AMA）批准了四个新的CPT III类代码：- 代码0559T和0560T适用于生产单独制备的3D打印解剖模型的报销，该解剖模型可由具有独特颜色和材料的一个或多个部件组成。- 代码0561T和0562T涵盖使用患者成像数据生产个性化3D打印的手术导板。这四个新的III类代码属于暂时性的代码，AMA相关专家正在收集数据，并提取这些3D打印医疗器械的临床价值，从而推动永久性代码的获得。为此，美国放射学院（ACR）和RSNA正在合作建立一个用于在医院环境中收集3D打印数据的注册表。注册表的目标包括展示3D打印的不断增长的应用，针对不同条件使用3D打印的典型案例（以及所使用的最常见类型的3D打印模型），记录生成模型所需的准备工作以及确认3D打印解剖模型和手术导板的临床效用。临床医生在推动3D打印模型和手术导板获得医保报销的过程中，应准确记录3D打印过程所需的内容，如切割和制造模型所需的时间，这些数据可以提交给注册管理机构，作为获得报销的依据。Reivew当3D打印医疗模型与手术导板的费用报销问题得到解决，向更多医院进行普及的时候，医院将面临如何实现设计与制造的问题。在国内像上海第九人民医院、仁济医院等为数不多的三级医院拥有自己的3D打印中心。但是目前这些3D打印器械的设计仍需要专业工程师的支持，医工结合、人工设计、在不同软件之间的切换，是必不可少的一个过程。而医院内部对于工程师人员的配备有限，并非每家医院都有足够的资源满足未来普及化的需求。短期内，与牙科技工所服务模式类似的第三方专业加工服务机构生产3D打印医疗模型与手术导板或将成为更多医院的选择。在这一过程中，易于实现医工交互、数据传输与数据追溯的云中心，以及更加智能化的设计软件将成为其中的核心技术。提供医学影像技术的GE 与飞利浦公司，都在推动医学影像技术与三维模型设计、打印相集成的一体化解决方案。飞利浦公司于2016年发布了一款新版医学视觉分析和量化软件，软件中集成了医疗模型的3D成像和3D打印功能，为生成精准的3D打印医疗模型提供了便利性。GE医疗在探索是否能将CT扫描数据快速直接完成建模过程，并直接传送到3D打印机，从而切断中间手工转换的几个阶段。实现医学影像、三维建模、3D打印的无缝衔接是大势所趋。当其中涉及到的技术足够智能化时，或许医院通过内部的3D打印机完成智能化软件所输出的3D打印医疗模型会成为医院的标准配置。

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2019年7月1日，从外媒获悉，运动服装公司New Balance与Formlabs（全球SLA光固化3D打印龙头）合作，推出了全新3D打印平台，用于生产定制的轻质鞋子配件。Carbon已经是全球估值最高的3D打印公司之一，2019年6月E轮2.6亿美元融资，估值24亿美元。Formlabs同样是光固化3D打印领域的领军企业，2018年8月估值也超10亿美金。这是两家最大的光固化3D打印企业。而现在，都往鞋业领域进行应用。这个平台被命名为TripleCell，用于改造New Balance 990 Sport和FuelCell Echo鞋。 Formlabs的首席产品兼主管DávidLakatos表示，“3D打印正在改变公司的制造方式，而New Balance正在推动本地化制造。”[图片]重新设计的New Balance 990 Sport采用3D打印鞋跟其实，不少运动鞋品牌都在与3D打印公司建立合作，比如Adidas与Carbon（全球高速光固化3D打印龙头）的合作，匹克、安德玛等也都有自己的3D打印合作伙伴，从而在3D打印定制化运动鞋这个赛道保持领先。脚底下的3D打印应用竞争已经开始。“通过消除对模具的依赖，而转向直接打印原型和产品，他们的团队在将开发和生产周期从几个月变为几个小时。 我们正在走向一个设计周期让消费者心血来潮的世界，而令人兴奋的是，New Balance将成为这一领域的前沿。“[图片] 3D打印的鞋跟，而不是整个鞋底，消耗的材料、打印的时间都变少，使得成本降低。2017年，New Balance和总部位于马萨诸塞州的3D打印机制造商Formlabs宣布建立独家合作伙伴关系，开发高性能材料，硬件以及运动鞋的制造工艺。这导致了弹性树脂的产生，该树脂旨在创造弹性的网格结构，具有注塑热塑性塑料的耐用性，可靠性和寿命。上个月，New Balance Athletics的总经理Katherine Petrecca和她的团队预览了由以前未命名的树脂制成的各种3D打印结构。随着TripleCell平台的发布，Petrecca表示，“这种新的尖端数字化制造技术现在仅在美国New Balance工厂内应用，进一步使我们成为3D打印和国内制造的领导者。 Formlabs一直是实现这一目标的不可或缺的合作伙伴。我们真的能够不仅在性能方面，而且在运动员定制和加速上市方面打破行业。“[图片]△新开发的New Balance Formlabs树脂打印的镂空小球 New Balance 990 Sport鞋的重新设计，据说是该公司系列中的经典之作，旨在推出TripleCell平台的功能。 因此，鞋子的鞋跟采用3D打印，以保持经典款式的缓震体验，同时比New Balance 990v5轻10％。[图片] △Formlabs机器上3D的打印的New Balance鞋底 此外，TripleCell是在New Balance FuelCell前脚跑鞋平台发布后推出的。 Fuel Echo鞋还集成了3D打印功能，可优化缓冲。 990以及FuelCell系列的生产在波士顿的New Balance Lawrence工厂进行。990 Sport的售价为185美元，而FuelCell Echo售价为175美元。 约为阿迪达斯Futurecraft 4D系列3D打印鞋子350至450美元的一半。[图片] 阿迪达斯Futurecraft 4D系列3D打印鞋子New Balance的3D打印鞋子，是否会收到用户欢迎呢？发货后将做相关报道。下面是用户对Futurecraft 4D的评价，科技感十足的鞋子，可以多出几个系列！淡绿色的 3D 打印蜂巢鞋底，纯白的鞋面更具清爽活力.鞋身侧边并没有传统的三条杠，但鞋帮处灰色的 adidas Logo 颇具科技质感，起到了很好的点缀效果。刚刚上脚时感觉稍微有点硬，穿惯了boost得适应一段时间，弹性很好，支撑性也很好，包裹性很好，但是长度上稍微有些偏长了。个人感觉纯白的鞋面搭配浅绿色的4D打印中底，这个配色方案很美，细节做工处理的都很好，鞋盒也很酷。不过这么高的价格真心有点不舍得跑啊，穿几次之后可能会打理干净收藏起来，毕竟是一双新时代全新科技的球鞋吧。希望以后会越来越高产越来越平价吧，也希望以后能设计出更多好看经典的球鞋，并不是用原有鞋型来改。舒服呀 做工最好的阿迪鞋 而且没什么味道 适合跑步产品很前卫率性 科技感极强 值得购买！鞋子不错，送货快，就是白色容易脏。挺舒服的一双鞋子，没有椰子软。不怎么好抢.捡漏了，偏小一号.最新的技术，很有科技感，就是踩泥了麻烦。鞋子很不错，穿着很有科技感，但对高脚面的人来说稍微有点紧，鞋子稍微有点重，不适合太长距离的跑步，目前是穿它健身穿着舒适透气，物流很快，一款独特的鞋。很不错包裹脚腕很扎实，穿的时候有些费劲需要使出去吃奶的劲儿，鞋底有些重量期待很久的4D打印技术鞋子，之前也算是双关注度很高的鞋子了。尺码正常。还没有穿着跑步或者高强度活动，舒适度感觉还可以，白色鞋子适合夏天穿。期待之后会有更多的鞋子搭载4D鞋底，唯一的不足就是价格偏高，希望之后可以随着技术的成熟降低售价。比BOOST硬，可能体重大的人穿着更舒服。新材料沉，鞋子重点偏大。 支撑完美，健身房专用好穿，包裹敢不错，中底回馈感也不错，但更喜欢像eqtboost版本的踩屎感或者ub的回弹感！希望改进，还会再买！

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从2011年开始，全球开始掀起3D打印热潮，当前，3D打印在航空航天、汽车、医疗健康等领域的市场应用已经取得积极的进展，我国3D打印产业发展至今，呈现出不断深化、不断扩大应用的态势。未来，随着政策以及技术的支持，我国3D打印产业将会持续增长。前瞻产业研究院独家发布“预见2019：《中国3D打印产业全景图谱》”，一文带你看清中国3D打印发展现状及趋势。增材制造（Additive Manufacturing，AM）俗称3D打印，融合了计算机辅助设计、材料加工与成形技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。相对于传统的、对原材料去除－切削、组装的加工模式不同，是一种“自下而上”通过材料累加的制造方法，从无到有。这使得过去受到传统制造方式的约束，而无法实现的复杂结构件制造变为可能。自1986年，美国科学家Charles Hull获得SLA技术发明专利，并成立全球首家增材制造公司3D Systems开始，3D打印产业拉开了帷幕。主要包含材料、研发制造及应用层 生产工艺多样化3D打印是集材料、3D打印设备研发以及下游应用的产业。上游为3D打印材料研发制造层，包括辅助运行（三维扫描仪、控制软件等）、基础配套（步进电机、芯片等）和打印材料（钛合金、金属粉、尼龙材料等）。中游为3D打印设备研发制造，下游为应用领域，3D打印主要应用场景于航空航天、模具铸造、生物医疗、汽车领域等。[图片]3D打印设备主要分为桌面级和工业级两种。桌面级是3D打印技术的初级阶段和入门阶段，能够很直观地阐述3D打印技术的工艺原理。工业级的3D打印机主要分为快速原型制造和直接产品制造两种。两者在打印精度、速度、尺寸等各方面都有不同，其中，打印支撑和打印实体可分参数打印的设计是区分工业机和桌面机的最重要标志。[图片]3D打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式，并以不同层构建创建部件。3D打印常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。由于我国近年才引入3D打印技术，与国外相比差距非常大，目前全球已经发展至金属3D打印、高分子3D打印、陶瓷3D打印以及生物3D打印技术，我国则主要在层压、激光灯。不过近年来我国生物3D打印技术不断获得突破，推进了3D打印医疗器械、人工组织器官的临床转化进程。[图片]市场规模不断扩大 工业级产品潜力较大我国3D打印从1988年发展至今，呈现出不断深化、不断扩大应用的态势。2015-2017年的3年间，中国3D打印产业规模实现了翻倍增长，年均增速超过25%。2017年，中国3D打印领域相关企业超过500家，产业规模已达100亿元，增速略微放缓至25%左右，但仍高于全球4个百分点。2018年上半年，中国3D打印产业维持25%以上增速，2018年整体规模有望达到18.3亿美元。[图片]3D打印应用领域广泛，其在下游应用行业和具体用途领域的分布反映了这一技术具有的优势和特点，同时也反映了这一技术的局限和在发展过程中尚需完善的地方。3D打印机需求量较大的行业包括政府、航天和国防、医疗设备、高科技、教育业以及制造业。目前，应用领域排名前三的是工业机械、航空航天和汽车，分别占市场份额的20.0%、16.6%和13.8%。[图片]从3D打印机类型来看，2017年，国内桌面3D打印机出货量增长27%，其中约95%是个人或桌面打印机，工业级3D打印机出货量虽只增加了5%。但从销售收入来看，工业级3D打印机占总收入的80%。所以，虽然消费级设备支撑了出货量，但工业级设备支撑了整个行业的销售收入，未来工业级3D打印设备是行业收入增长的主力军。[图片]品牌繁杂 国际品牌占较大份额近几年来，我国3D打印市场呈现出稳中向好的态势。因此，越来越多的企业想要分这块大蛋糕，纷纷进入该领域，目前中国所有3D打印相关企业中，约有46.9%是2016年以后进入3D打印市场的。当前中国市场的主流设备品牌包括联泰、EOS、华曙、铂力特、3D Systems、GE、Stratasys、惠普等，多为国外品牌。[图片]以环渤海、长三角、珠三角为核心的空间发展格局已形成从区域分布来看，我国3D打印产业集聚态势明显，目前已基本形成以环渤海、长三角、珠三角为核心，以中西部部分地区为纽带的产业空间发展格局。其中，北京、浙江、陕西、湖北、广东等省份产业发展较快。目前，北京市从事3D打印技术研发、生产与服务的企业达70家以上，2017年实现销售收入约6亿元。广东省从事3D业务的企业超过400家，实现产值超过30亿元。陕西省从事3D研发生产企业超过70家，2017年营业收入达5亿多元。[图片]技术不断进步 高校研发力较强我国3D打印技术与国外相比虽仍有较大差距，但随着产业的兴起，我国以高校科研机构为主的3D技术研究不断取得进步。2017年中国3D打印相关专利申请量达到7402件，其中华南理工大学、西安交通大学分别排名第一第二名。技术的进步让我国3D打印方案不断落地，2019年1月11日，中国第一座使用3D打印技术制作的高分子材料观景桥正式亮相。未来，“3D打印+”生态圈将会越来越完善。[图片]注：2018年数据未完全。[图片]资本市场逐渐趋向理性近年来，随着市场监管趋严、行业去伪存真加速，以及一系列风险事件的发生，3D打印热度逐步降低，资本市场对增材制造企业估值趋于理性。2016年中国3D打印行业发生融资事件14起，2017年增至24起，净增加10起。2018年市场趋向冷静，全年融资事件26起，金额普遍偏小，多集中于3D打印设备制造领域。[图片][图片]发展问题犹存 探索脚步不停我国3D打印产业虽然取得了长足的发展，但发达国家还有较大差距，关键技术滞后、关键装备与核心器件严重依赖进口的问题依然较为突出。此外，中国的专用材料发展滞后，目前国内只开发出钛合金、高强钢等几十种金属，材料成形品性能普遍不高。而行业领军企业及巴斯夫等材料企业纷纷布局专用材料领域，突破一批新型高分子复合材料、高性能合金材料、生物活性材料、陶瓷材料等专用材料。[图片]且目前，中国3D打印尚未出现大规模的市场应用，制约大规模产业化的原因在于打印速度较慢，成本相对较高。随着技术的进步，局部领域已经迈过了使用的盈亏平衡点，未来数年，3D打印有望迎来至为关键的迸发期。中国3D打印产业前景分析——产业将持续高速增长预计未来十年，全球3D打印产业将仍处于高速增长期，据IDC预测，2020年全球增材制造产值将达289亿美元；而中国在不断突破技术壁垒的过程中，产业持续增长，进入大规模产业化时期。——工业3D打印将成为主流方向在航空航天、汽车、航海、核工业以及医疗器械领域对金属3D打印的需求旺盛，应用端呈现快速扩展趋势。——应用深度和广度持续扩展未来，3D打印技术的应用已经从简单的概念模型向功能部件直接制造方向发展。例如在生物医疗领域，3D打印从“非活体”打印逐步进阶到“活体”打印。

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在开启这个话题以前，我们先来看一张图片。[图片]这个尤物想必大家都不陌生，作为号称世界首席脱衣舞女郎的名人，她令无数男人魂牵梦绕，而她的前夫更是哥特音乐界的一个传奇。这个女人名叫Dita Von Teese，有着古典式美感的长相和起伏玲珑的丰腴身段，光是这一点，就足够让一部分时装设计师怀揣梦想有朝一日为她量身打造一个造型。而上图显示的正是时装造型师Michael Schmidt（Lady Gaga当年那一件泡泡装的设计者）和建筑设计师Francis Bitonti共同完成的为她特别制作的一件礼服。乍一看，这件礼服和好莱坞妖艳女星们每一次红毯上的出格打扮并无分别，但细看，你就会不难发现这件服装通体上下没有一处针线缝合的影子，换句话说，这件衣服制作的过程一气呵成，没有传统礼服所谓的立体剪裁和缝纫之步骤。[图片]怎么做到的？3D打印术。这早就不是什么新名词，更早的时候，工业设计领域就颇受这项成熟技术的鼓舞，产品设计和制造眼看着就要摒弃车床开模的高成本步骤，迈进由电脑三维技术直接操控3D打印机利用原材料进行一次成型的产品生产阶段。听起来，这就像是呼之欲出的新一轮产业革命，《经济学人》杂志更是在早些时候大胆预言3D打印将成为构成第三次工业革命的关键因素。然而，很遗憾的是，这个新兴技术最终并没有像我们预期的那样立刻在市场份额上逆袭整个制造业。按理说，3D打印在产品生产加工过程中要比传统工艺更具优势，尤其是在原材料耗损方面，3D打印可以做到传统制造业难以媲美的高度，可为什么现如今却有一种雷声大雨点小的尴尬呢？再给这个问题提供可靠的回答之前，我们把目光放回到服装业范畴里面来。作为制造业的一员，服装业和其他产品生产领域共享很多共性，但也有十分特殊的一面。[图片][图片][图片][图片]就拿开篇的那张图片来说，Dita Von Teese身上所穿的已经超越了一件衣服朴素的含义。和许多红毯礼服一样，它有且仅有这么一次正式的亮相机会，并且不会再有第二件同款。这就是高级定制行业最初的含义。也就是说，3D打印终于在合适的时机介入了高级定制服装，或者说，高级定制终于迎来了21世纪最具代表性的技术的融入。你不会否认，高级定制和日常的成衣之间的确横着一条不可跨越的深深沟壑。就成衣部分来说，传统服装制造业在设计师完成设计效果图这个上游步骤之后，将由打扮师负责立体剪裁和制版——你可知，现在服装业稀缺的不是设计师，而是资深打版师。打版师最终确定的服装各结构的详细尺寸参数关乎最终服装成品的上身效果。一旦制版完成，作为服装生产下游环节的车间只需要按照既定的板型尺寸依样画葫芦，裁切面料，在规定好的地方缝线，将各部分缝合为一件完整的衣服。说白了，传统制衣就像是传统雕版印刷——制作好母版之后，就可以随心所欲地无数次复制印刷或制衣了。这对于3D打印是什么含义呢？假如3D打印真的要替代传统制衣流程，最大的瓶颈会出现在什么地方？[图片]我们还是回头看Dita Von Teese的那件礼服，周身上下没有一处针脚，真正字表意义的天衣无缝。然而这对于处在服装业更上游的纺织业来说是不可想象的——面料要在人体上围合成一圈，意味织布机得织出筒状面料，这显然是开玩笑，不是不可能，而是不现实——每个人身体围度不同，这个筒状面料究竟该以什么样的直径尺寸来生产面料？但的确有一个例外，那就是针织毛线，因为毛线可以直接作为服装生产原料进入制衣环节，而不需要织成毛线布片再进行裁切。因此，在传统制衣行业里，针织的确是一个十分特殊的分类。但你应该注意到的是，3D打印技术有一个巨大的前提，它使用的原料必须是有流动性的，什么意思呢？Dita Von Teese身穿的3D打印礼服用的原料是尼龙，一种人造的合成纤维，但是在制作这件礼服时，尼龙却并非以我们常见的尼龙袜那样的构造出现，而是以近似于塑料流体的方式注入3D打印机器内，先融化成流体，再一次浇筑成型。简单说，3D打印机就像一台水泥铸模机器人，吃进去的是流体，打出来的是模型风干稳定之后才是固态。尽管目前的材料科学可以帮助从现实层面解决用如形如乳胶（甚至更柔软的片状材料）一样的材料完全取代纺织面料作为我们贴身穿着的服装的原料，但也仅限于实验室和工作坊的小规模尝试。在如何解决此类合成材料的成本和设备维护问题方面，要在服装业内实现规模化量产还有许多瓶颈需要突破。[图片][图片][图片]这么说来，3D打印之于时装就是彩虹咯？看得见却触不着。身在一线的设计师总是变着法子刷新我们对穿戴的认知，除了有Michael Schmidt和Francis Bitonti尝鲜为Dita Von Teese制作3D打印服装之外，先后已有一大批新技术狂热设计师沾染这门新工艺。每一场秀都被男人们奉作视觉盛宴的Victoria’s Secret（维密）在2013年内衣发布会上就用上了3D打印技术，用以打印制作维密天使背上的翅膀和一些附属配件结构。[图片]另一个名叫Anouk Wipprecht的荷兰设计师，从仿生学中获取灵感，用3D打印技术完成了一系列集合呼吸感应器和距离感应器的、能够具备防御功能的服装作品。[图片]还有下图这样的，外表平平，但这裙子会调鸡尾酒。每次主人和别人互动时，气动控制阀会把背后的酒倒到胸前的小杯子里。[图片]以及下面这条裙子，因为利用高性能绝缘材料打印，所以它可以保护穿着者抵御50万伏的电压。[图片]如果这些超出了你脑洞所能容纳的极限，或许像Iris van Herpen这样务实且前卫的设计师能够在视觉美感上用3D打印技术给你一个舒服的交代。她巧妙地用打印原料模拟了传统织物的柔软质感，倒是很有可能为3D技术在服装业内的普及打开一个门槛较低的思路。[图片][图片]说到这，你也不难发现，这个一度被捧上天的新技术在面临传统制造技术垄断的格局前，尚存一些技术短板，在服装业范畴内，它至多充当为打酱油的群众演员，为服装附属结构和配件提供一些可能性。若要问3D打印技术何时可以进入寻常人家，让每个人都化身为自己衣橱的设计师，随心所欲打印独属于自己的服装，那这问题可就问得有点远了。

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3D 打印模型正在广泛应用于不同的领域。6 月 14 日，一篇发表在 Cardiology in the Young上的文章介绍了 3D 打印在冠心病中的应用。由于心脏形态有多种以及患者之间的个体差异，冠心病的治疗很具有挑战性。利用 3D 模型，可以直接观察患者的心脏解剖结构并进行操作，从而预测并发症和其它可能的结果。这开辟了个性化治疗的新领域，为术前规划及提前在患者体外演练整个手术过程提供了可能性。[图片]图丨3D 打印的心脏模型没有任何两个人的身体是完全相同的。外科医生操纵手术刀和缝合线，在复杂的“人体地形”中精确、快速地进行切割和缝合，但由于每个人的生理情况不同，解剖细节也需要作出相应调整，这让他们的工作变得更加困难。医生们通常使用计算机断层扫描（CT）或磁共振成像（MRI）的二维图像来制定手术计划，现在他们越来越倾向于使用私人定制的真实 3D 模型。为了完成 3D 打印，研究人员先将许多连续的 CT 或 MRI 扫描的数字二维“切片”组合成一幅立体的“地形图”，这就能够看到器官不同层次的复杂结构。然后，3D 打印机一层一层进行打印，这些小滴树脂可以通过紫外线照射或挤压硬化等方式固定在特定的位置，形成立体结构。3D 打印技术研发于 20 世纪 80 年代，当时这种打印机价格昂贵、好坏无常、制作材料有限。但在过去的几年里，这项技术发展到甚至普通家庭用户都足以负担。在软件和打印方法上的改进，使得打印高精度颜色和纹理的复杂物体成为现实，我们可以构建更加精确和真实的器官模型，用于外科手术中。从 2D 到 3D2012 年，美国克利夫兰诊所的肝脏病学主任和肝脏移植医学主任尼扎尔·泽恩（Nizar Zein）首次萌发了打印器官模型的想法，他想知道这种方法是否能使活体肝移植更加安全。[图片]图丨尼扎尔·泽恩（来源：3dprinterworld.com）泽恩博士表示，对肝移植的需求日益增长，同时来自尸体的肝脏供应不足，增加了对活体肝移植（LDLT）的需求。他说：“当我们在肝脏上做手术时，最大的风险之一就是不知道主要血管或胆管的确切位置，而无意中切断了其中的一条。”每个肝脏都有一个独特而复杂的动脉、静脉和胆管网络，如果切错了位置，可能会导致供体或受体的并发症，甚至死亡。因此，泽恩召集了一个由临床医生、影像专家、工程师和软件设计师组成的团队，企图用树脂“打印”出一种针对特定病人的肝脏来指导手术过程。泽恩回忆说，第一个模型非常粗糙，就像一个玩培乐多彩泥的孩子随手捏出来的那样。它的大小不到活体肝脏的四分之三，并非完全透明，并且缺乏代表不同组织的颜色编码。某个案例中，一名肝脏捐赠者在手术台上遭遇了危险的并发症，泽恩记得其中一位外科医生说，如果事先有这样的模型来练习就可能挽救捐赠者的生命。泽恩对模型进行了改进，并在 2013 年开始研究如何利用活体肝脏大小的三维模型来制定外科医生的手术计划。一项初步的小型研究表明，他们的模型在解剖学和形状上都与活体器官相匹配。目前，泽恩团队构建出的模型已经应用在 20 多个手术中了。泽恩说，在很多情况下，观察研究这个模型使外科医生改变了他们切割器官的方式，甚至在某一个案例中，外科医生得出结论，某个供体并不适合移植，这挽救了一桩可能发生的医疗事故。他的团队继续打印复杂肝脏肿瘤的三维模型，以了解它们是如何在肝脏上生长的。泽恩说：“我们对病人肿瘤组织的解剖结构了解得越多，手术的效果就会越好。”[图片]图丨3D 打印的身体器官——肝叶，和“有血有肉”的肝叶（来自捐赠）。这样的对比观察可以帮助医生计划和实行复杂的移植手术。（来源：N.N. ZEIN ET AL / LIVER TRANSPLANTATION 2013）更逼真的模型美国罗切斯特大学泌尿科医生艾哈迈德·加齐（Ahmed Ghazi） 受到泽恩的启发，建立了更逼真的肾脏模型，为模拟手术提供了一种“具有沉浸感”的方法。他说：“我只是想要一个看起来像肾一样，会流血的东西。”肾脏外科医生经常面临着从布满血管的器官中取出肿瘤的问题，他们可能只有 30 分钟的时间来完成工作，不然肾脏组织会停止血液循环，导致死亡。在经过改良后，这种打印器官具有空间感、解剖准确性和触觉反馈，还可以用来仿真模拟，以培训新的外科医生。[图片]图丨人造器官模型(右图)可以流血，就像真正的器官在手术过程中会流血一样(左图)。图示手术是在切除一个肾肿瘤。（来源：AHMED GHAZI）为了建立肾脏模型，加齐团队在一个类似腹腔的地方模拟了脂肪、肠道和其他组织，就像它们在真正的病人体内一样。加齐与 5 位专家、 10 位新外科医生一起，对这个模拟系统进行测试发现，这个模型非常逼真，而新手医生一致认为在手术前使用这些模型会有很大帮助。纽约爱因斯坦医学院的生物医学影像专家妮可·韦克也研究了肾脏模型对于手术计划的正面影响。在 2017 年的一项研究中，她和同事请 3 位经验丰富的外科医生回顾了 10 种不同复杂程度的肾脏手术，包括回忆患者的二维扫描图像并描述他们的手术计划。之后，他们用 3D 模型重复了这个手术过程。在所有的病例中，至少有一名外科医生改变了他的初始想法，他认为当时应该有更好进入体腔或夹住器官的方式。他们说，这种模拟可以使他们自己更好地确认计划，提高手术信心。材料的提升泽恩说，在构建 3D 器官模型时，材料的选择取决于它的用途。硬塑料更便宜，也更适合进行简单的三维可视化，有助于临床医生将注意力集中在肿瘤的形状或血管的弯曲路径等视觉特征上。但更有弹性的海绵状材料，包括硅酮、软塑料和水凝胶，则更为逼真。它们的弹性可以模仿活体组织的机械性能，为外科医生提供了一个可用于练习的器官，可以切开，以测量必要切口的宽度和深度，便于清除肿瘤并指导修复。更柔软的模型还可以结合其他功能，比如压力传感器，让外科医生在术前准备得更加充分。加齐和同事已经构建了一系列组织纹理模型。他们不是直接打印，而是使用 3D 打印机建立一系列模具，然后注入特殊的水凝胶，这些水凝胶由水和其他液体组成，但可以像真实的肌肉、脂肪或血管一样对操作产生反应。甚至切割血管或其他导管时，器官也会像在实际手术中一样流血或渗液。美国明尼苏达大学的机械工程师迈克尔·麦卡尔平（Michael McAlpine）模仿组织的机械特性，制作了前列腺的器官模型。他的团队使用从癌症患者身上取出的前列腺样品来测试前列腺的硬度和柔韧性，并通过调整有机硅打印材料的化学成分，来改变聚合物之间的连接，使模型变得更软或更硬。他们甚至为前列腺模型配备了 3D 打印的压敏传感器。传感器由水凝胶和橡胶硅胶制成，可以测量内窥镜或手术剪刀施加的力，在医生进入手术室之前为他们提供有用的信息。[图片]图丨配备了压力传感器的 3D 打印前列腺，可以让外科医生进行更逼真的练习。（来源：K. QIU ET AL / Advanced Materials Technologies 2018）从现实到虚拟拥有 3D 打印设备和专业知识的医疗中心现在可以自己打印出器官模型，而一个硬塑料模型的打印成本不超过几百美元。像 Lazarus 3D 和 Materialise 这样的公司现在也提供利用成像数据制作器官模型的服务。但是保险公司不见得会为病人的模型支付打印费用。这可能会成为通向虚拟计算机模型的敲门砖。起初，加齐想以这种方式开展他的工作，但是他很快就转向了物理模型——现在还不可能用“虚拟的感觉”来切割，也不可能知道一个器官如果被切到某个地方会流多少血，其中有太多的不确定因素。目前，他正在与 VR 公司合作，这些公司可以使用物理模型开发虚拟手术工具。麦卡尔平认为，随着时间的推移，使用 3D 成像实施手术可能会成为常态，而不是个例。

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近期，酷鹰机器人又完成一座3D打印桥梁项目。该桥梁被称为泉州连绵带山峦景观桥，将于6月下旬安装于福建泉州百琦湖生态连绵带。[图片] 该桥分为16段，采用纵向打印，打印后组装完成。组装后，总长17.5米，高3.2米，宽3.2米，重量12吨。酷鹰机器人这次使用了新款10公斤级打印头，大幅提升了打印速度，打印时间仅需5周，比起传统混凝土灌浆制造法缩短了将近一半以上的时间。此外，桥梁的强度也不逊色，每平方米可以承受2千牛顿的压强。也就是说就算桥上站满了人，桥身也能够安全承载。这是继去年11月上海桃浦中央绿地景观桥落成后的，第二座3D打印桥。方便起见，可以通过下表，直观感受2座桥梁的不同之处。超大尺寸3D打印Polymaker一直专注于熔融挤出式3D打印技术（FFF）材料的开发和提供解决方案。超大尺寸3D打印是FFF技术中近年来出现的新方向，该技术相较于其他3D打印技术在效率和成本上有明显的优势。甚至相比于传统的塑料加工工艺，例如注塑，挤出等，在大件制作上也有其优势。 酷鹰机器人是国内超大尺寸3D打印的领军企业，Polymaker在与酷鹰的合作中，依据超大尺寸3D打印的技术特点开和迭代了材料解决方案。升级的材料Polymaker为本次泉州连绵带山峦景观桥项目提供的材料，与第一座桥梁所用材料相比，是有所改进与升级的。[图片]1. 增加了材料的流动性Polymaker根据酷鹰机器人3D打印硬件系统的特点，改进了材料，使材料能够满足其大幅提升打印提速的要求。2. 减弱翘曲，增强机械性能Polymaker通过调节了玻璃纤维的含量，进一步降低了打印过程中发生翘曲的可能，同时又增强了材料的机械性能。这也帮助了实现了这次全自动化、无人值守的打印，大幅降低了人工需求。3. 增强了纤维和基材的粘结力Polymaker还提升了材料中玻璃纤维与ASA基材之间的粘结力。该项改进，既提升了打印时Z轴方向的层间结合力，同时也提升了整体的机械强度。

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注射成型是指塑料颗粒被压入模腔，在压力和热量的作用下形成一定的形状。与其他传统的制造工艺（如CNC加工）相比，注射成型产生的废品率较低，而CNC加工可以削减原塑料块或板材的大量百分比。然而，相对于3D打印机来说，3D打印产生的废品率更低。总的来说，这是一种通过初始生产不会产生大量废料的方法。与注塑相关的缺点包括启动、成型和模具方面的高成本。我们将在可持续性和3D打印制造方面对这种制造技术进行比较。[图片]当涉及到注射成型时，运输废料并不是一个大问题。在将材料放入注塑设备之前，准备好材料是很重要的。工厂或制造环境的布局对这种浪费更为关键。在3D打印制造方面也有类似的想法。一个人通常必须向3D打印制造设备提供材料，材料的运输依赖于工厂或制造环境的布局。对于这种类型的制造来说，库存浪费是需要注意的。注射成型系统的生产率很高。这个比率取决于两个因素：1.循环时间2.模具空化。周期时间是指从开始到完成一个函数、作业或任务所需的时间。循环时间用于区分流程的总持续时间与其运行时间。模具空化是指创造一个空的空间，形成我们的成型过程的基础。因此，根据模具的尺寸，循环时间应有所不同。使用注射模系统可以相当快速地生产大量产品。如果组织为第三方自由创建对象，这可能会导致超出需要的额外库存。在这种情况下，当第三方公司日后需要更多产品时，供应商只是批量生产。3D打印制造生产率取决于周期时间和待打印对象的大小。这会减少库存浪费，因为现在有很多时间与打印大量材料相关。[图片] 等待是注射成型与3D打印制造的一大区别。近年来，3D打印技术在效率和速度方面都有了大幅提高。然而，像注射成型这样的过程已经建立了良好的生产率，并且经过几十年的使用已经提高了。这两种制造方法都不太关心过度加工。注射成型和3D打印都非常擅长构建快速的设计原型。我认为最大的痛点是在处理中。后处理是3D打印机的一个大问题。注塑件在后处理方面确实存在问题，但并不像目前大多数3D打印技术那样耀眼。这将导致更多的时间和精力花在生产上。[图片]最后，我们将讨论通过注射成型来回收和再利用产品的能力。注塑件的回收需要重新熔化和熔融过滤。在挤出机中的剪切速率很低的情况下，在熔融温度较低的一端，可对回收材料进行适当的再熔化。剪切速率是指对某些材料施加渐进剪切变形的速率。剪切变形是指平行内表面相互滑动的物质发生变形。其目的是轻轻地重新熔化原材料，从而保证材料性能的保持。适当的熔融过滤过程将去除熔融物中的任何污染物，如纤维素、金属或木块。过滤是指通过添加只有流体才能通过的介质，将固体从流体（液体或气体）中分离出来的各种机械、物理或生物操作。最先进的熔融过滤是完全自动化的，不需要手动操作步骤。熔融物在低压下连续过滤，可以去除直径小于70微米的颗粒。类似的工艺也可以应用于3D打印材料。在这两个过程的可持续性方面，生产过剩是一个关键点。重要的是要考虑与注塑相关的高启动成本。通过注射成型来制造物体通常需要很多钱，因为这是一个制造大量物体的过程。这可能导致必须在一个库存中长期保存各种产品。这显然是浪费的，因为这些产品可能是在目前不需要它们的情况下制造出来的。3D打印需要更多的时间来创建产品，但它们的目的是为订单制作特定数量的产品，而不是为了以后使用而额外打印。在本文中，我们必须认识到3D打印是一个很好的解决方案。在减少浪费方面，我们必须有一个关键的眼光，这还必须包括在错误的过程中减少浪费，使我们对循环经济有一个有趣的考察。