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生物活性玻璃是一种新兴技术，具有组织工程，特别是骨替代所需的许多特性。不幸的是，生物活性玻璃受其固有脆性的限制。将生物活性玻璃晶化成玻璃陶瓷可以改善生物活性玻璃的机械性能，但是会降低或延迟生物活性，从而阻碍新骨的生长。幸运的是，研究人员已经找到了一种方法，可以在不丧失生物活性的情况下，成功地形成部分或完全结晶的生物活性玻璃陶瓷。[图片] 3D打印支架的形态：A）3D打印后的生坯 B）1000℃热处理后的玻璃陶瓷样品。图片来源：Elsayed等 美国陶瓷学会杂志 / Wiley 生物活性玻璃陶瓷是专为成功地将玻璃的生物活性与玻璃陶瓷的强度结合起来而设计的。初始玻璃配方接近“金标准”Bioglass®45S5，并且受控的双阶段热处理可以使玻璃内部结晶。生物活性玻璃陶瓷除了具有与生物活性玻璃相当的生物相容性和抗菌性能外，还确保了其易加工性和可加工性。生物活性玻璃既不能制成复杂的形状，也不能以低成本的方式发泡，因此在商业上只能局限于粉末状、颗粒状或小块状。相比之下，制造商可以将生物活性玻璃陶瓷制造成不同的几何形状，但是要通过昂贵的后处理。这项由意大利帕多瓦大学、埃及国家研究中心、巴西圣卡洛斯联邦大学和宾夕法尼亚州立大学的研究人员进行的研究旨在探索低成本制造具有复杂几何形状和泡沫的生物活性玻璃陶瓷。在他们的研究中，包括美国陶瓷学会研究员EdgarD. Zanotto和Paolo Colombo在内的研究人员使用聚合物衍生陶瓷(PDCs)，通过3D打印和直接发泡获得了具有生物活性的玻璃陶瓷支架。PDCs具有降低原材料和加工成本以及减少挥发性有机化合物排放的潜力。此外，PDCs的单步烧制缩短了循环时间并提高了再现性。从廉价的商业有机硅树脂、碳酸钙和碳酸钠以及磷酸氢二钠开始，研究人员生产出类似于生物活性玻璃陶瓷的成分。然后他们使用3D打印和直接发泡技术来制造复杂的玻璃陶瓷支架和成型泡沫。他们烧制的试验部件具有高孔隙率（60％至75％），支架的抗压强度在7MPa左右，泡沫塑料的抗压强度在1.5 - 6MPa之间。正如研究人员在他们的结论中所指出的，“我们证明了含有合适氧化物前驱体填料的预陶瓷聚合物可以被用于直接合成生物活性玻璃陶瓷，以一种快速而简单的方法，几乎具有相同的晶体相。”

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继去年11月推出全球首款以3D打印技术打造的钛合金轮圈后，知名大厂HRE近日也推出第2代“HRE 3D+”钛合金轮圈，在重新设计与变更部件下，使新款HRE 3D+的重量更为惊人，20寸与21寸规格只有7.25公斤、8.6公斤，足足比先前再减少1.75公斤与1.8公斤。[图片]继去年推出全球首款以3D打印钛合金轮圈后，HRE近日也推出第2代HRE 3D+轮圈，并再次减轻重量。第1代HRE 3D+钛合金轮框由6项部件组成，并透过轮圈中心的钛合金紧固座，使层次复杂的轮幅样式可以固定在轮框之内。而此次推出的第2代“HRE 3D+”钛合金轮圈则改为5项打印部件，并在重新设计的钛合金中央紧固座与优化3D打印技术下，让整体重量再次下修，使20寸规格仅重7.25公斤，21寸则仅有8.6公斤。[图片]HRE表示，相较于传统铝圈在生产过程中浪费80%的铝块原料，3D打印技术则可将原料损耗降至5%，并可用来创造复杂设计、并达成高效生产的目标。[图片]目前HRE 3D+钛合金轮圈皆由HRE与GE公司的GE Additive部门共同打造，未来是否量产还尚未确定。

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全球3D打印市场在2019年保持了大幅增长，而这五种顶级3D打印趋势将进一步彻底改变我们在工业领域采用3D打印技术的方式。[图片]第一大趋势：3D打印车正在加速发展自2014年推出全球首款3D打印车Strati以来，3D打印技术已证明其创新有可能重塑全球汽车行业。在汽车领域采用3D打印不仅是制造业的突破性发展，也是向更环保的地球迈出的积极一步，因为3D打印有助于构建轻质部件，从而提高燃油效率。到目前为止，大多数3D打印车原型都很小，但近年来，福特和奥迪等许多主要汽车制造商都进入了3D打印车市场，增加了对3D打印汽车的投资。由于这一过程的成本效益，预计2019年3D打印车的发展将更加迅速。第二大趋势：3D打印材料更加多样化不再局限于塑料或纸张等基础材料，工业3D打印机现在几乎可以处理从尼龙到不锈钢的任何材料。据一份市场研究报告显示，全球3D打印材料市场将从2018年到2022年增长34亿美元，以39％的复合年增长率增长。虽然热塑性聚合物仍占全球3D打印材料市场的最大市场份额，但其他材料如树脂，不锈钢，金，银和钛陶瓷正迅速赶上，成为工业用的主要3D打印材料。第三大趋势：医疗器械中的3D打印正在获得巨大的人气对个性化或定制医疗设备的不断增长的需求已经引发了3D打印在医疗设备市场中的使用。3D打印医疗设备允许更容易地制造植入物或设备以适应个体的特定需要和偏好。因为它们是为适合特定的人而设计的，所以定制假肢比具有有限数量尺寸的传统假肢更舒适并且具有更长的寿命。如今，通过3D打印生产的许多医疗设备包括手术器械，牙冠修复体，例如牙冠，矫形和颅骨植入物，以及外部假肢已经在患者中获得了巨大的普及。2019年至2023年间，全球3D打印医疗设备市场的复合年增长率将达到23％。第四大趋势：教育中的3D打印正在蓬勃发展3D打印技术越来越多地被用于培训和教育目的。这主要是由于认识到3D打印对象可以促进更好的课堂学习，并帮助各级学生更好地理解概念并与学习材料联系起来。随着智能学习需求的不断增长，全球3D打印教育市场也在不断增长预计从2018年到2022年将增长超过12.9亿美元，在预测期内复合年增长率接近20％。如今，3D打印服务提供商越来越关注在K-12级别的教育课程中调整3D打印功能，尤其是STEM项目。第五大趋势：3D生物打印即将成为焦点3D生物打印被认为是制造最大程度模仿天然组织特征的仿生和多细胞组织的最佳解决方案之一。3D生物打印已被广泛用于生产医学和生物工程研究的人体组织和器官。最近，3D生物打印技术已经见证了用于重建和再生的软骨组织生产的巨大进步。预计到2021年其复合年增长率将超过25％。随着这项技术的不断发展，我们预计2019年将有更多的3D生物打印应用，特别是在人工器官，药物测试，整容手术和骨组织再生等领域。

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对于许多电子设备来说，部件损坏或者老化之后往往只需要用新的替换掉就完事了。而对于人类来说，皮肤上的小损伤或许还能自我修复，但像缺个胳膊、少个器官这样的缺陷就没这么简单了，人类并不能像有些低等生物一样被切成两半之后还能再生出组织器官。此外，人体器官的衰老本身更是一个任何人都不能逆转的过程。要是人类也能像电脑一样能随时替换最新最好的部件，时刻保持更新该有多好。[图片]图自：Pixabay当然，组织器官移植早已经不是什么新鲜事了，近些年甚至还有人尝试注射年轻人的血液让自己变年轻这样的事例报道（实际效果并未经科学证实），不过有需求就必然要有供给，当今天尚有许多病人因等不到合适的器官配型而只能眼睁睁看着自己的生命流逝时，通过器官移植让自己长生不老多少就显得有些不切实际了。不过也正因如此，最近以色列的研究人员就利用 3D 打印技术创造出了世界上第一颗具有完整结构的 3D 打印心脏，而这样的技术或许在将来的器官移植、疾病治疗以及全人类的寿命延长等问题上都有广阔的前景。[图片]具体来说，在该实验中，研究人员首先在人体内提取出了网膜组织，再将其中的细胞从细胞外基质（ECM）上提取出来。提取出的细胞被重新编码为能分化成心肌细胞及内皮细胞的多能干细胞，而细胞外基质则被做成了定制化的温敏性水凝胶。随后，细胞被封装进水溶胶里，被制作成「生物墨水」（Bioink）用来打印。[图片]3D 打印心脏过程原理图，图自：Advanced Science不过有了这些原材料是远远不够的，这样的「生物墨水」还要依据具体的规则来指导它的打印。由于打印出的心脏块（Cardiac patch）本身并不会自动生成心脏本身所具备的心房、心室结构以及与患者脉管系统相匹配的血管，所以在打印前需要用 CT 扫描来扫描患者的心脏整体以及大血管的结构与方向，以确定 3D 打印心脏的大框架，再用数学模型设计出 CT 扫描不到且符合氧扩散规则的小血管并添加进整套脉管系统中以确保器官在移植之后能够正常存活及工作。这样一整套流程下来之后，3D 打印出的带有完整细胞、血管、心房及心室结构的心脏便可以移植回病人体内来替换受损或病变的心脏了，而且由于细胞本身就是来自病人本人，所以这样移植所产生的排异反应也会是微乎其微的。[图片]心脏的 CT 成像以及通过模型计算后的氧扩散分布，图自：Advanced Science当然，作为一次实验研究，此次通过 3D 打印制成的心脏还只有兔子的心脏大小，而且这颗心脏目前还只能收缩，不能像正常的心脏一样具有泵血的能力，团队也计划在 1 年后开始动物实验再进行人体的临床实验，因此距离真正成为可移植的心脏或许还有一段路要走。对此，该研究的首席作者，特拉维夫大学细胞生物学和生物技术学院的 Tal Dvir 教授也表示希望「10 年内能在全世界最好的医院里部署器官打印机，让器官打印成为见怪不怪的常规操作」。不过这项技术一旦成熟之后，想象空间也绝不仅仅限于器官移植这么简单。[图片]正如文章开头所说，在这样的技术帮助下，当人体器官出现了损伤或者单纯因为衰老而「不好用了」的时候，人们便可以再也无需担心器官来源的问题实现物理身体上的永续永新。至于精神及意识的留存，如今还有像马斯克旗下 Neuralink 之类的研究脑机接口的公司在潜心进行研究，或许在今后即使人脑已经衰老到需要更换，人们也可以选择将自己的意识暂存在电脑里，再通过 3D 打印一个新的大脑及身体并将意识「下载」进新的大脑中。[图片]或许当长生不老的那一天到来，人类才真正成为了主宰自己的主人。

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1860年，距公认第一台电子计算机ENIAC的发明还有86年，而第一台3D打印机更是126年之后才会出现。就是在这样一个久远的年代里，有人已经借着当时发明不久的摄影术，玩起了最早的“3D打印”。[图片]我们现在所说的3D打印，是将计算机中的蓝图和模型，通过设备一层层地叠加材料而变成实物，这里的材料可以是金属、陶瓷、塑料等等。而因为3D打印分层加工的过程与喷墨打印十分相似，打印机也参照了普通打印机的技术和原理，所以通俗地称之为3D“打印”。这样看来，1860年的技术也许不能被叫作“打印”——它的过程中不涉及打印的程序，也没有高科技的机器和设备，有的只是相机、木板、比例绘图仪和最简单的切割机。但与3D打印相同的是，它的成品也是材料的叠加，也将二维的画面变为立体。它的发明人，法国艺术家弗朗索瓦·威莱姆（Francois Willeme）将这种技术命名为照片雕塑（Photosculpture）。[图片]弗朗索瓦·威莱姆为自己制作的雕像雕像要用照片“拼”19世纪60年代初，凯旋门外的伊托伊尔大街42号矗立着一座由铁框和蓝白色玻璃窗构成的现代化圆顶建筑。有人猜测那里是一个温室，还有人认为是一座英国风格的小动物园，或者是水族馆。诗人西奥菲尔·戈蒂埃（Theophile Gautier）在1863年造访了这座建筑，他写道：“这是一个巨大的铺有精致地垫的圆形大厅，墙壁是柔和中性的色调。圆形的墙壁上安装了24个控制台，摆着各种人物的雕像和半身像。屋顶中间垂下一条线，挂着一个银色的球，正好位于两个重叠的圆盘之上。你登上这两个圆盘组成的舞台，摆出最自然的姿势。操作员会计时数十秒，之后让你下台。这时他已经不需要你了，你的所有材料已被收集完成。”没有任何仪器，没有任何肉眼可见的设备，也没有任何迹象表明即将进行的奇妙操作——这座大厅，就是弗朗索瓦·威莱姆的摄影工作室。[图片]弗朗索瓦·威莱姆摄影工作室示意图1860年8月14日，威莱姆在法国申请了这项名为“照片雕塑”的专利，发布了这种相对快速、廉价地制作人像雕塑的技术。在威莱姆工作室的圆形大厅中，24个控制台隐藏着24台照相机——人们在圆盘舞台上摆出姿势时，每15度就会被记录下一张影像。这些影像形成的一组360度的人像轮廓，便是威莱姆使人物在三维空间中重现的模板。要为他的拍摄对象创建一个3D图像，威莱姆首先将每张影像投影在大屏幕上，再用比例绘图仪的一端描画轮廓，另一端连接在一台切割机上来切出一片木头。比例绘图仪如今仍被人们所使用，一度被称为“抄课文神器”。在静电复印技术出现之前，发明家们制作了各种机械装置来复制图像，比例绘图仪就是其中一种。它通常装有两支笔，在其中一支对现有图像进行描红时，另一支就能按比例在纸上呈现完全一样的图像。威莱姆在复制轮廓时使用比例绘图仪，使切割木片的大小可以随需要按比例改变，从而雕像的尺寸也随之变化。[图片]在圆台上接受多台相机拍照的孩子[图片]操作间及比例绘图仪[图片]照片雕塑专利说明书[图片]照片雕塑专利说明书与如今3D打印的叠层方式不同，因为360度全方位的摄影取景，威莱姆切割出的木片也是以木片纵向中线为轴旋转排列的。24张轮廓照片切割出24块木片，每块木片再自上到下一分为二，就形成48块木片。假设雕像的俯视图是一个圆，把这个圆平分为48份，编号1至48，木片a分割出的两块木片对应的位置就是1和48，木片b就对应2和47，依次类推。这些木片在最后被组装起来，艺术家只需要在这样一个模型中填充黏土、蜡或其他可塑性材料，甚至浇铸或上色，就可以制作出一座逼真的雕像。[图片]弗朗索瓦·威莱姆未完成的女人头像雕塑根据尺寸和材料的不同，照片雕塑的价格从270到500法郎不等，制作时间通常为2-4天。而当时一个传统雕刻家制作一个真人大小的半身像，大约需要3-4个月，价格在3000法郎左右。威莱姆的工作室在法国大受欢迎，他的顾客除了普通民众，还包括法国王室贵族、艺术界和文学界的名人。照片雕刻的风潮之后也走出了法国：相似的工作室分别于1864年和1866年在伦敦和纽约成立。威莱姆本人也被邀请到马德里为西班牙王室制作雕像，并被授予西班牙查理三世勋章。“子弹时间”威莱姆运用24台照相机生成的照片也与序列图像有所关联，但这里的序列图像，并不是迈布里奇为证明马奔跑时四只马蹄会同时离地的系列照片，而是与《黑客帝国》中基努·李维斯躲避子弹的场景更为相似——“子弹时间”，是一种经常被使用在电影、电视及电子游戏中的摄影模拟变速特效：当动作被放慢或冻结时，承载着观众视角的照相机角度也围绕着一个对象旋转。因为一台相机无法飞速移动，所以这种摄影技术用传统的慢动作拍摄是不可能实现的。这其中便需要“虚拟相机”的介入——即围绕着拍摄对象的许多相机：它们可以同时拍摄静止画面以达到“冻结”效果，也可以在拍摄对象旋转时被连续触发，以捕捉环绕的动态效果。正如诗人戈蒂埃所描述的威莱姆多台相机摄影的方法，这种“虚拟相机”是“一只可以环绕包围着你的奇妙眼睛，而不是像普通的眼睛那样，只会从一个角度观察你。”[图片]《黑客帝国》中男主角Neo躲避子弹场景[图片]《黑客帝国》拍摄时的机位设置[图片]《神探夏洛克》第三季中婚礼拍摄的机位设置照片的“重现”功能退化了吗？从摄影对客观现实的“精确重现”功能来看，照片雕塑无疑放大了摄影的这一优点，或者说雕塑和摄影在这一技术中相辅相成，将客观对象以三维立体的方式复制呈现。而在数字技术发展迅速的今天，若以立体复制为目的去重现物体，摄影大概也无法以传统的功能在其中扮演重要角色。以绘画的重现为例，给艺术品拍摄一张超高分辨率的照片——这是谷歌艺术项目所能做的，也是目前摄影的能力极限。而在大多数情况中，绘画并不是二维对象，当中的纹理笔触和色彩构图一样，也为一幅画增添了独特之处。荷兰一家名为FormArt的公司花了五年时间来改进一种用于绘画的3D扫描仪。现在，它已可以打印出任何画作的完美复制品。一个包含所有3D绘画信息的数字文件，除了可以告诉人们一个像素在画布上的位置、颜色，还可以展现像素在画布上的高度。[图片]绘画作品不是二维，而是三维如此对比，我们仿佛已经看到了照片与物体之间关系的退化。但从另一个角度来说，当人们在160年前看向一座由照片拼凑的3D雕像时，除了想到其制作过程快速、价格低廉，是否又真的意识到它与普通雕像还有其他区别？正如当一幅画的3D打印作品放在我们眼前时，我们观看它与观看一张高分辨率照片的方式，又有怎样的不同？或者说，这幅3D打印作品，是否也可以称作是一种照片呢？

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随着越来越多的制造商希望用3D打印取代传统的大规模制造工艺，他们正在努力创造新的，更高质量的印刷材料，克服变形问题，具有优异的表面质量，并提供更好的机械性能。从商业角度来看，3D打印非常吸引人，特别是在只需要相对较少数量的零件的应用中。此外，市场对用于配制SLA，DLP和3D喷墨打印机中使用的油墨和树脂的下一代低聚物的强烈需求，以及对具有各种物理性质的材料的需求增加。[图片]背景广泛用作SLA，DLP和3D喷墨打印机的UV固化3D打印配方的主干，低聚物与单体，添加剂和UV反应性光引发剂结合，生产UV固化3D打印墨水和树脂。这些产品的配方需要关注固化材料的整体性能，例如拉伸强度和伸长率。刚性印刷材料很容易获得，但是具有高伸长率和良好抗冲击性和回弹能力的坚韧，柔韧产品的供应更加有限。 Dymax低聚物和涂料中的一系列Bomar®低聚物在设计时考虑了这些3D打印需求，包括韧性，低收缩率，热稳定性和低颜色。该选择包括具有不同Tgs的下一代低聚物，其允许机械性质的灵活性。希望消除物体变形的配方设计师可以选择具有高Tg和低线性收缩率的低聚物。低聚物也涵盖了大范围的粘度，因此配方设计师可以实现他们想要的流动特性。除了这些产品提供的机械性能外，它们还具有不变性，以获得更高的透明度，并为更好看的物体提供颜色稳定性。使用Bomar低聚物的配方也具有高抗冲击性，使其更耐久地防止掉脱落和每天磨损。另外，用于薄膜应用的低聚物如涂料或油墨可能不一定具有Bomar低聚物可提供的相同的性质平衡。[图片]Bomar®低聚物的特性和优点：:1、优异的机械性能，适用于超出原型设计的应用产品2、卓越的表面质量和抗变形性，更美观3、高抗冲击性，更耐用的产品4、各种粘度用于所需的流动特性[图片]用于3D打印的光固化设备后固化和返工，在建立3D模型后，可能需要为零件提供额外的固化能量，以确保实现优化的材料特性。几种Dymax固化系统配置非常适合后固化工艺或返工。BlueWave®2003.0紫外线固化点灯系统非常适合返工或维修BlueWave®2003.0是一种高强度，光固化的聚光灯系统，可在UVA和光谱的可见光部分（300-450 nm）发射能量，非常适合手动或自动过程。紫外光固化泛光灯系统适合后固化[图片]Dymax泛光灯系统设计用于区域固化或一次固化多个组件。这些flood灯泡型号使用强大的紫外光固化灯（高达225 mW / cm2），可在5“x 5”（12.7 cm x 12.7 cm）区域内快速固化。它们可以用作独立的固化装置或结合到传送带系统中。

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近日在陕西省渭南市举行的“中国增材制造产业发展丝路行暨渭南国际增材制造产业合作恳谈会”上，一件件涵盖生物医疗、航空航天、汽车制造等领域的3D打印创新产品与前沿技术，让与会者大开眼界。作为先进制造业重点发展领域，经过近几年的不懈努力，我国3D打印产业实现了快速增长，初步形成了完整的增材制造产业生态体系。 作为先进制造业重点发展领域，经过近几年的不懈努力，我国3D打印产业实现了快速增长，初步形成了完整的增材制造产业生态体系。一枚外形状如鸡蛋、表面凹凸不平、触感有弹性的生物假体，是3D打印机用“凝胶营养液+蛋白质”做成的可降解材料打印的，用于植入乳腺癌患者病灶切除后的空洞部位，它会随着组织器官的生长，逐渐被人体吸收，最终成为人体血乳交融的一部分；把一个个25微米，相当于头发丝直径1/4的钛合金小颗粒，用2000摄氏度的高温，将其融化成液体，再通过3D打印机，就可将液体材料打印成任意形状的固体成品，其强度普遍高于锻造水平，成为了国产大飞机关键零部件的首选制造技术……初步形成完整的增材制造产业生态体系在政策的引导和支持下，我国增材制造产业快速发展，产业链条不断完善，产业格局基本形成，支撑体系逐步健全，初步形成完整的增材制造产业生态体系。“3D打印，又称增材制造，是以数字模型为基础，将材料逐层堆积制造出实体物品的新兴制造技术，是制造业有代表性的颠覆性技术，对传统的工艺流程、生产线、工厂模式、产业链组合将产生深刻影响，已成为新一轮科技革命和产业变革的重要驱动之一。”工信部装备工业发展中心主任瞿国春表示，我国非常重视增材制造的发展，将其作为制造业转型升级的重要方向，通过规划引导、专项扶持等方式，持续推进增材制造技术的研发和产业化的应用。[图片] 据工信部装备工业发展研究中心政策规划处处长左世全介绍，经过三十多年发展，我国增材制造产业化步伐明显加快。工信部等相关部门相继印发了《国家增材制造产业发展推动计划（2015-2016年）》《增材制造产业发展行动计划（2017-2020年）》。在政策的引导和支持下，我国增材制造产业快速发展，产业链条不断完善，产业格局基本形成，支撑体系逐步健全。同时，涌现出一批骨干企业，形成了若干产业聚集区，初步形成完整的增材制造产业生态体系。据中国增材制造产业联盟不完全统计，目前我国增材制造全产业链相关企业超过千家，本土企业实现快速成长。2018年联盟重点联系的40家企业产值达到40.63亿元，同比增长23.8%。在工业、医疗、消费等领域保持较快增长的同时，我国增材制造产业已初步形成了以环渤海地区、长三角地区、珠三角地区为核心，中西部地区为纽带的产业空间发展格局。“增材制造应用方式逐步从设计走向了直接制造，这就意味着从过去只是‘玩一玩’到了真正产业化阶段的转型，并且跟大批量的制造紧密相关。”中国增材制造产业联盟常务秘书李方正告诉记者，随着增材制造产业生态体系的逐步建立和自主研发能力的大幅提升，我国增材制造创新技术不断涌现，部分装备技术指标比肩国际先进水平，国产化程度不断提高。增材制造技术应用已从简单的概念模型、功能型原型制作向功能部件直接制造方向发展，各领域应用持续深入。走进渭南3D打印产业培育基地的一间实验室，透过明亮的玻璃幕墙看到，三位身穿白大褂的工作人员正在一张钳工工作台旁边聚精会神地工作，工作台旁边摆放着电脑、3D打印机以及其他工具。渭南鼎信创新智造有限公司副总经理吴继霖介绍说，这是医院未来要成立的骨科3D打印医学中心。通过3D打印，骨科医生只需7天时间，就可以用高分子聚合材料把人体206块骨骼打印出来，为患者择期手术提供了可能。培养人才确保产业高速发展我国应抓住新一轮科技革命和产业变革的机遇，加快推动增材制造创新应用，着力在提升创新能力、推进行业应用、建设产业集聚区、深化国际合作上下功夫。“3D打印改变了分布式制造、产业协同、集中装配等传统的零部件思维，带来管理学、组织学、经济学的改变。”左世全告诉记者，当前，行业巨头纷纷推出“端到端”增材制造解决方案，为航空航天、汽车、铸造、生物医疗、消费品行业的客户重新定义制造工作流程，提升行业竞争优势；未来，系统解决方案将成主流，为增材制造各应用领域带来新模式、新思维。“我国增材制造产业拥有难得的发展机遇，但仍然面临诸多挑战，如在专用材料、工艺装备等核心技术方面还有待进一步突破，在标准体系、安全法规方面还有待完善，在商业模式、应用领域等方面还有待于拓展。”瞿国春表示，我国应抓住新一轮科技革命和产业变革的机遇，将发展增材制造作为供给侧结构性改革和经济发展新旧动能转换的重要方向，加快推动增材制造创新应用，着力在提升创新能力、推进行业应用、建设产业集聚区、深化国际合作上下功夫。“实现上述目标，人才培养是关键。以医学3D打印为例，我们现在医学院培养的是临床方面的人才，工学院培养的是技术方面的人才，二者并没有兼容性，未来医工结合的人才就是我们3D打印行业培养的方向。”吴继霖向记者坦言，人才短缺成为制约我国增材制造产业发展的主要短板之一。据中国增材制造产业联盟预测，未来数年，我国增材制造领域研发、工程、设计、应用等方面人才数量短缺将达到800万人的规模。造成人才数量短缺的原因主要有以下几个方面：一是我国增材制造人才培养体系尚未完善，各层次人才培养跟不上新技术的快速发展；二是增材制造产业发展尚处于起步阶段，产业规模较小，企业研发能力薄弱，不足以支撑长期自主的人才培养；三是受行业环境、企业管理、薪酬制度及个人职业发展规划等因素影响，民营企业人才流失问题普遍存在。为了破解人才短缺难题，近年来我国出台了一系列政策。国务院印发的《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》明确指出，发展增材制造等战略性新兴产业，人才是发展壮大战略性新兴产业的首要资源；工信部、财政部等12部门印发的《增材制造产业发展行动计划（2017-2020年）》，将健全人才培养体系作为产业发展的重点任务之一，推进产学合作协同育才，扩大增材制造相关专业人才培养规模。同时，北京、陕西、浙江、湖北、广东、黑龙江等省份近年来也纷纷出台了人才配套政策，以期通过人才竞争占领增材制造产业高地。 左世全表示，为了进一步推动产业实现高速发展，我国还将完善高校人才培养体系建设，加强职业技能人才队伍建设，重视国际化人才培养与引进，优化增材制造人才发展环境。

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2019世界无人机大会暨第四届深圳国际无人机展览会将于6月20-22日在深圳会展中心举行，主题为“科技让生活更美好”。届时，将有400家国内外无人机企业带来一千多架无人机精彩亮相，举办首届无人机航拍大赛、无人机创新创业大赛、无人机竞速比赛、第二届无人机飞行节。同期，我们将联合深圳市无人机行业协会 主办<3D打印技术在无人机行业的应用研讨会>，主要探讨3D打印技术应用的未来发展趋势、3D打印技术在无人机及传统行业的深度应用、3D打印技术在政策与资本层面的定位、如何拥抱新制造技术的变革等，欢迎您拔冗出席。[图片]主办单位：未知大陆、深圳市无人机行业协会协办单位：中国3D打印产业联盟、深圳市三维智造研究院、深圳市3D打印行业协会(筹)会议时间：2019年6月21日 14:00-17:00会议地点：深圳市会展中心5楼玫瑰一厅会议主题：3D打印技术在无人机行业的应用邀请对象：无人机企业、传统制造业及品牌商、科研院校机构、金融资本机构、媒体机构规模人数：100人会议流程：13:30-14:00 签到 14:00-14:10 深圳市无人机行业协会 会长 杨金才 开幕致辞14:15-15:00 3D打印技术应用的发展趋势 /未知大陆 CEO 李荣岳15:05-15:50 3D打印技术在无人机和珠宝领域的应用/深圳市德制信文化科技有限公司 总经理 庞永兵15:55-16:40 3D打印技术在文创和工业设计领域的应用/广州畅德科技有限公司 总经理 李富华16:45-17:00 观众提问、嘉宾互动 、合影留念支持媒体：新浪网、凤凰网、大粤网、央广网、环球网、深圳新闻网、CPS中安传媒、酷飞网、南极熊3D打印网、三迪时空网、3D打印商情、新材料在线

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增材制造（AM）的零部件用于安装在飞机上，已经有多年的历史了，但其作用主要局限于非关键部件，如管道系统和内饰部件。即使是用于发动机部件（如著名的GE Leap发动机燃料喷嘴），其对零部件的性能要求主要是热传导而不是机械性能。那么3D打印，尤其是DED以及PBF金属3D打印技术在飞机结构件方面有着怎样的发展前景，并且面临着怎样的挑战呢？[图片]图片：Spirit AeroSystems公司开始安装第一个为波音787飞机通过增材制造的钛结构部件房屋里的大象为波音商用飞机制造机身的Spirit AeroSystems公司，最近开始安装第一个为波音787飞机通过增材制造的钛结构部件，该部件是一个用于通道门锁的配件。这个配件支架似乎不是会导致飞机故障的那种关键部件，不属于那种会导致飞机失败时无法飞回家的部件，但这个部件非常重要，如果这个部件出故障了，飞机还能够安全无碍的飞回家。通过3D打印那些具仿生学特征的复杂零件具备天然的优势，3D打印的一些特殊优势，包括减轻重量，或者通过仿生学、拓扑优化将原先多个零件进行了大幅度的重新设计，从而实现结构一体化。不过对于飞机来说，“房屋里的大象是如何获得认证”。因为飞机行业倾向于认证零件设计并坚持使用该设计贯穿整个飞机的生产寿命周期。增材制造的这些更大胆的设计，至少对于结构件来说，必须等待机会，为这种的零件认证是一个充满挑战的过程。但所有这一切都将到来。痛点即机会的3D打印增材制造在飞机生产中正在发挥越来越大的作用，不过对于想通过3D打印来在航空航天领域站住脚的供应商来说，一级供应商的优势带来的不仅仅是地位优势，还包括对技术的理解和创新能力。由于增材制造的特性，这种技术开辟了一种精神，需要从增材制造的设计过程中，就将不同的加工工艺结合起来，以增材思维为导向来进行3D打印零件的设计。据了解，Spirit AeroSystems公司制造的门锁配件是由Norsk Titanium专有的快速等离子沉积（RPD）工艺进行3D打印的。Norsk Titanium公司的快速等离子沉积™技术用于飞机结构件研发，通过技术研究与改进以及一系列严格的测试，最终于2017年2月获得了首个3D打印钛合金结构件的FAA适航认证。3D打印还打开了钛合金的制造空间，之前，钛价格昂贵且制造受限，根据3D科学谷的市场观察，之前通过一个整块的钛合金金属加工出结构件的过程中，有两个原因带来昂贵的制造成本，首先是必须购买的钛合金毛坯件，其次是CNC设备以及加工挑战，尤其是切削刀具属于耗材，在加工过程中是另外一项昂贵的成本。而3D打印使得钛合金的应用正在扩大。由于所需的刚度，碳纤维复合材料零部件必须直接连接到钛部件上，这意味着许多曾经由易于加工的铝制成的部件将被替换成钛合金材料。这听起来可能违反直觉：扩大复合材料的使用范围将为钛合金的3D打印带来更多机会。而谈论加工成本和浪费的飞机行业术语是“买飞比”，也就是说，需要计算购买的金属毛坯的重量与最终安装在飞机上的成品部件上剩余的金属重量的倍数。由固体毛坯加工而成的飞机零部件很容易具有20-1的“买飞比”，这意味着95％的金属被加工掉。通过Norsk Titanium的快速等离子沉积（RPD）工艺RPD可以使“买飞比”低于3-1。该工艺相对于粉末床选区金属熔化工艺（SLM）工艺而言是快速的，不过需要CNC机加工来完成多余材料的去除工作，以达到想要的几何精度和表面光洁度。然而，“买飞比”并非3D打印在飞机制造领域的决定性制胜原因。单纯的就这款门闩配件来说，通过增材制造结构设计将四个部件嵌在一起，以最大限度地提高构建周期的效率，并最大限度地减少加工设置，不过这种嵌套设计其实增加了一些金属材料。所以，即便是通过3D打印，减重的目标也是“有所顾虑”的。考虑到后期需要的CNC机加工过程，3D打印还面临这更多的挑战，拿这个门闩配件来说，零件的设计带有平行的鳍片，其中一个鳍片在一个边缘处弯曲以“流入”另一个边缘。事实证明，这种复杂的悬臂形式CNC机加工的过程中是具有挑战的，不平衡的设计带来加工颤振的可能性，有时候加工成本的升级抵消了材料的节省。不过增材制造设计（DFAM）也在不断发展中。增材制造的真正胜利不仅仅涉及到材料减少，通过拓扑优化或者创成式设计实现零件重量最小化，通过将多个零件整合为单一零件来减少装配需求，通过减少制造步骤来缩短产品上市时间。这些优势综合起来，使得增材制造具备非常大的发展前景。另外，虽然我们经常将增材制造与3D打印混为一谈，然而需要认识的是增材制造更是一种制造手段，从这个角度来看，增材制造远远超出了3D打印所面临的挑战。增材制造所涉及到的钛零部件制造步骤就十分不简单，根据3D科学谷的市场研究，完成了设计与打印仅仅是其中的一个步骤，还包括CNC机加工和热处理，以及某些形式的非破坏性检查如CT断层扫描。而在整个制造过程中还需要考虑如何使认证变得简化，因为过程的衔接之间都设计到数据的衔接，如果过程很难预测或控制，那么认证将变得尤其艰难。在这方面，国内铂力特除了金属增材制造设备，打造了全套解决方案，包括：产品加工、设备制造、工艺研发、原材料研发及供应、软件开发等，为用户提供包括设计优化、热处理、精加工、抛光等后处理服务。如果将这些不同工艺中的数据实现有效的衔接并获得对数据的解读能力形成算法，这将进一步奠定我国在航空航天领域的增材制造实力。而另外一个挑战是对金属的微观组织的控制能力，PBF和DED金属3D打印工艺在实现零件的几何形状的同时，还影响了金属的微观结构，当然后期的热处理等过程还会进一步影响微观结构，这些过程都给加工和认证带来了不可思议的复杂挑战。这与传统制造工艺非常不同，在传统制造中，各种工艺步骤的性能更为人所知，因为每个步骤的约束更具限制性。通过铸造，锻造或机加工，熟悉这些工艺的设计工程师可以创建一个高可信度的零件模型，而通过铸造，锻造或CNC机加工车间准确地实现加工要求。增材制造不是这样的，设计工程师设计的零件，在通过3D打印及其下游加工过程中，可能会发现流程效率低下或结果不足，需要重新更改加工参数或更改设计。因此，增材制造设计的挑战不仅仅是3D打印过程。FAA这些监管机构已经看到增材制造的优势，虽然他们知道3D打印可以实现更好的性能甚至带来更安全的飞机。关键是要找到一种方法，而了解3D打印过程所产生的所有重要特性，以及这些特征带来的结果，是充满挑战的。 解决方案或许另开赛道 不过，未来，困扰我们的这些质量一致性和认证问题，或许将通过更高层次的技术手段得以解决。至少在理论上大数据和人工智能有望解决这些问题。人类可以挖掘在增材制造构建过程中捕获的大量数据，以获得其对下游工艺和零部件最终性能的影响判断，通过算法来获得仿真预测能力。未来，量子计算可以用来实时分析数据，而实时分析带来的直观好处是实时控制。而所有的这一切，将使得未来制造的竞争，升级为数据与算法的竞争。

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《Plastic and Reconstructive Surgery》杂志五月刊，报道了一种3D打印的超弹性骨（hyperelastic bone）合成材料，该材料有望成为一种经济有效的颅颌面修复新材料。这项科研成果是由美国西北大学和伊利诺斯大学健康大学的Ramille N. Shah博士研究团队开展的，初步研究结果显示，该材料加速了大鼠颅骨缺损的骨再生。[图片]图片：3D打印超弹性骨支架的微型计算机断层扫描图，来源：Plastic and Reconstructive Surgery。通过3D打印实现快速廉价生产研究团队表示，颅颌面部重建领域对于经济有效的骨替代材料需求量大，超弹性骨有很大的潜力可以应用在这一领域。研究人员报告了通过该材料进行大鼠动物实验的结果。在手术中产生头骨顶部缺陷的大鼠中使用超弹性骨的初步实验。用于实验的大鼠头的颅骨有一个缺损，该缺损属于难以自行愈合的“临界尺寸”。这一缺损情况，接受过脑肿瘤手术的患者情况类似。[图片]上图：超弹性骨和硫酸铜（CuSO4）材料，以及具有8mm直径的3D打印支架 ；左下图：8mm直径超弹性骨支架的微计算机断层扫描重建（自上而下和横截面视图）； 右下图：微型计算机断层扫描截面图的细节，突出了相关的尺寸和特征。研究团队开发的超弹性骨材料是一个3D打印支架，制造支架的材料主要由羟基磷灰石（骨矿物质）和广泛使用的生物相容性材料聚乙醇酸组成。支架具有复杂的网格结构，该结构有助于新骨的生长和再生，并且具有足够的延展性，在手术期间易于进行压配或切割。这种超弹性骨修复支架，可以通过3D打印设备进行快速而廉价的生产。在动物实验中，研究人员除了使用3D打印超弹性骨进行颅骨缺损修复之外，还分别使用了动物自体，以及不包含骨矿物质材料的修复支架修复其他颅骨缺损部位。自体骨是重建骨缺损的首选材料，但这种天然材料难以获得，需要从从身体其他部位采取骨骼，有的时候根本无法获得适合的自体骨。实验结果表明，3D打印的超弹性骨提供了良好的骨再生。在随访CT扫描中，与自体骨相比，超弹性骨在8周后有效率约为74％，12周时有效率为65％。而仅包含聚乙醇酸材料不包含骨矿物质材料的支架所修复的缺损处，仅显示出很少的新骨形成。显微镜检查显示，超弹性骨支架首先被纤维组织逐渐包围，然后被新骨细胞包围。随着时间的推移，支架将逐渐被新骨完全替换，并结合植入的骨矿物质。根据研究团队，随着超弹性骨修复支架技术的进一步发展，他们相信这种3D打印材料可以成为自体骨和市场上已有的颅颌面修复植入物的替代品。接下来，研究团队需要进一步的实验研究来确认超弹性骨适用于哪些特定类型的颅面重建。Review与传统颅骨修复植入物制备方式相比，3D打印技术制造颅骨材料主要有两个方面的优势：-制备出外形与缺损部位尺寸高度匹配的植入物，减少医生在手术时手工进行修型、裁剪的工作量，并减少手术时间，降低患者术后感染风险；[1]-制备多孔颅骨修复支架工艺很多，但传统多孔支架材料的制备方法为人工操作，重复性差，添加的制孔剂存在潜在的毒副作用，孔连通性较差，或者无法控制孔径大小，更无法制造具有复杂外形的骨修复支架。3D打印技术可在很大程度上实现支架的孔隙率、孔径、孔容积、空间排布和其他表面特征的可控性，为骨组织工程支架的构建提供了一条新的途径。[2]我国科研机构与企业对于3D打印羟基磷灰石合成材料支架在骨缺损领域的应用也进行了深入研究。例如，广州聚普科技有限公司对自体骨粉、羟基磷酸钙和稀磷酸进行合理的配比，制备出合适的混合材料，并在一定温度下进行3D打印，最终获得机械强度较高的人工颅骨修补片。参考资料：[1] CN201610212476，一种3D打印的人工颅骨修补片及其制备方法。[2] CN201811166441， 一种磷酸钙/生物活性玻璃骨修复支架及其制备方法。Three-Dimensionally Printed Hyperelastic Bone Scaffolds Accelerate Bone Regeneration in Critical-Size Calvarial Bone Defects.