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金属3D打印最大的商业领域之一是外科医学的整形外科和植入外科。Betatype公司最近发布了一项增材制造的案例研究，研究表明，通过使用Betatype的AM工作流，让试验中的一家骨科诊所生产率提高不少。[图片]Betatype公司采用了一种激光粉末床融合(PBF) 3D打印机，能够在同一部位生成固体和多孔几何形状。我们知道，想要模拟骨骼强度、灵活性和纹理必须得网格状结构，而Betatype使用了处理能力相当于640台拥有近5tb RAM的虚拟计算机的处理技术Engine来计算复杂在几何图形。[图片]在硬件方面，Betatype公司使用galvo驱动的路径优化和改进的激光发射驱动程序，从而减少了40%的构建时间。另一种提高效率的方法是，将尽可能多的部分组合到同一个打印系统，实现一个网格堆叠结构。使用这种方法一次性打印800多个后置腰椎笼，可大大降低制作的时间和成本。[图片]图为Betatype在演示金属3D打印和超级计算是如何实现模拟骨骼孔隙度的骨科级植入物的连续生产的。

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前沿技术的突破并非仅仅是技术的革新，它将极大地改变我们所生活的世界，改变我们的生活方式，工作方式，生产方式，创造全新的发展模式，而新技术映射到工业制造领域，我们将会看到智造新引擎的诞生。从生产设备到生产工艺，从制造流程到服务运营，智能科技被广泛应用于各个领域，由此兴起的新制造模式，将是智能科技与制造业深度融合的产物，这将为我们带来重塑物理世界的新契机。——阿里巴巴集团副总裁 刘松[图片]图说：阿里巴巴集团副总裁刘松在2019新经济智库大会现场分享我们正身处大融合的时代我们正身处大融合的时代，在人类发展史上, 大科学与大技术第一次形成历史性交汇：信息技术不再仅仅应用在信息化领域，演变成为大技术的数据革命和智能技术已经渗透到50%的科学研究中。与此同时，社会、城市、产业，个人都在被数据革命和智能技术影响和渗透，智能手机在过去的十年里渗透、影响了至少30亿人，对社会模式产生了巨大大的影响，甚至是看起来更像是纯粹物理世界里的城市，工厂，也因为数据化、智能化的渗透而产生了新的变化。在产业端，新一代信息技术与制造技术的融合，预计会产生数个十万亿量级的产业，形成新的、数据化、智能化的大产业机遇。因此，当我们今天身处大科学、大技术、大产业、大社会进行大融合的时代，企业的未来将取决于企业与未来如何做好连接，如何与新一代信息技术做好连接，如何利用数据和智能的能力，我们应当相信，新技术加新模式会带来一个又一个大风口。[图片]更加智能的“新物理世界”即将到来过去十年，智能手机与APP改变了消费互联网，从2007年苹果手机问世，到2012年快速进入转折点，再到2018年智能手机的普及。移动互联网、智能手机作为基础设施，把人，商品，服务连接了起来，人类就此进入了以App为代表的消费互联网时代。从现在开始的下一个十年，云、大数据、人工智能、物联网等新一代信息技术会共同构成新的技术环境，数字技术会进一步渗透到物理世界，推动实体经济产业变革的发生，这是与过去十年最大的不同：消费互联网时代本质上消除的是信息不对称，解决的是产品、服务、消费者连接的问题，但今天的物联网和人工智能等技术，要远比移动互联网的渗透能力更强，除了用于消费和生活，它还会渗透到物理世界为主的各个传统产业。实际上，我们已经发现产业互联网不止是互联网，或者说，不止是连接和网络，更重要的是塑造一个新物理世界：过去十年，我们把消费世界抽象为数据，做千人千面做精准推荐；未来10到15年，我们将基于所有的技术，智能化地塑造一个新的物理世界。今天，我们的世界还是上帝造的，但未来的物理世界很有可能一半是由人类制造的，这中间必然会经历一个很大的变革和革命。那么，影响未来竞争格局的关键是什么？答案是来自于产业互联网里的硬科技与物理世界的大融合。过去的经验告诉我们，工业是人类所有技术的集大成者，未来15年更是如此，这里面包括新材料、生物科技、新能源，以及制造技术与智能技术。新技术最重要的使命和价值，是它们将快速、彻底的打破行业边界，原来看上去互不相干的十几个大行业会产生大融合，而这，正是制造遇见智能的一个本质变化。比如说，5G的到来就会对制造业产生革命性的影响，它会是技术融入工业的一个入口，紧随而来的是人工智能、AR/VR、自动驾驶等一系列技术，十年以后的汽车，无疑将因此成为新技术落地的一个最大的领域。虽然说现在在少数领先的汽车制造工厂，人工智能、3D打印、协同机器人、AR/VR、数字孪生等技术已经可以相互配合完成复杂的设计、装配与物流工作，但随着技术的不断成熟，以及成本的降低，新技术将更大范围地应用到以汽车为代表的传统产业中。[图片]持续演进的数字孪生更加成熟提到“新物理世界”和智能科技，们经常会提到一个词——“数字孪生”，这是美国国防部在数字化研发F35战机过程中，发现的一个有效的工程工具。简单来说，研发工程师可以利用数字技术让物理世界生产与装配更精准。基本概念就是将物理空间中的“物”以数字化的方式映射到虚拟空间，模拟其在现实环境中的行为特征，从而达到工程效率的大幅提升。更进一步理解数字孪生，我们可以从“算法”这个流行词来看：整个世界今天无论小到原子、分子，还是大到城市，看起来都服从于一个统一的内在规律----就像杰弗里·韦斯特所写的《规模》一书所描述的那样，这个内在规律看起来就像是“上帝算法”，我们不禁要问，我们所身处世界的最本质的规律，那个能渗透（或者说描述）到量子级别的“算法”到底是什么？可惜的是，人类对“算法”的探索才刚刚开始，我们隐隐约约的感觉到是存在“上帝算法”的，但是对于目前人类的智力和认知水平来说，这个“上帝算法”太难破解了。但是，这却给了我们新的启发：虽然我们不能破解这个从量子级别直至城市都遵循的“上帝算法”，但是我们知道，逻辑上来说，我们可以利用大量的数据和算法，有限度的去模拟、去构建，去在虚拟空间中建设“数字化的物理世界”，这就是数字孪生。过去这两年，我们经常讲数据跑腿、人不跑腿，因为如果数据到位，我们可以节省大量的时间与成本。同样，如果可以在数字空间中模拟物理对象的一举一动， 就无需在物理世界中为试错付出高昂的成本。这将极大地降低在物理世界试错迭代成本，让我们能够借助在数字空间的验证结果更加精准地实现人类对物理世界的改造。而且，数字孪生概念最早被从工业界提出时，还没有遇到人工智能，但今天的情形变得更加令人激动：数字孪生与人工智能以及整个泛智能进行叠加，将对制造业产生真正革命性的影响。[图片]从大融合时代，讲到新物理世界，再到数字孪生，我们到底能够看到工业制造发生哪些变化？接下来，我们来看看一些垂直领域的革命：出行的未来变迁未来的出行会产生非常大的影响，如果在法律方面有恰当的安排，15年后无人驾驶汽车可能根本不需要用钢铁来打造，而是可以由3D打印出来，届时只需要15%的车辆即可以满足今天所有的运力需求。[图片]3D打印重塑生产未来呼之欲来的还有3D打印技术，比如说，今天我特意穿了一双3D打印的鞋来参加今天的活动，未来的10年我再来参加活动时，是不是早晨根据我穿的牛仔裤决定打一双鞋，然后来到现场，晚上回去把鞋熔化了明天再换一双？这意味着，未来物流行业可能80%的运力会被“作废”。在传统的工业生产根本无法达到今天3D金属打印铸件的精确度和定制化水平，3D金属打印的技术在今天以百倍的速度和高精度的可以打印出单个铸件，这对制造业会产生极大的影响，关键部件的个性化打印对于未来的星际旅行尤其重要，理论上在外太空破损的部件可以由飞船上的3D打印机打印出来。在医疗行业，牙齿也可以3D打印了，而在10年20年之后，谁说肝脏不可能被3D打印？[图片]“药神”存在于智能研发中去年有一个感动人心的电影叫《我不是药神》，去年还有一些新闻是几个最大的药厂关闭了他们传统的研发中心，他们新建的研发中心开始用云计算、深度学习来做新药的研发。这一变化背后的本质是什么？以人类发现癌症药品的过程来说，过去基本上需要10年的时间发现靶点，但今天找到靶点的速度比人快10倍；在药物临床试验方面，大量的药物副作用、临床效果是可以用数据来模拟的，当然，这些都将在数字孪生的数字空间解决。全球前50名最大的研发投入公司是哪三类公司？看最近的排名，第一是IT公司，第二是汽车公司，第三是制药公司。在制药这样一个极高利润的行业，我们可以用人工智能技术在关键节点提高效率，加快新药研发的速度，提高新药的药物有效性，减少毒副作用。对于医疗行业来说，未来可能更需要的是新一代的医疗人员，以及跨界的、双学科的合作，即基因科学专业研究人员与人工智能专家之间的合作。[图片]制造业呈现“液体化”的服务化属性智能的基础是数据，今天数据给了制造业一个最大的机遇，既给了一个再造液体化形态的机会，从此制造业开始变得柔软了，可以用服务的方式，随时随地感知到哪个厂房需要补货，哪一个生产需要精准地传递一个新的备件，这是数据给制造业最大的价值。[图片]C2M+智能化最早工业界遇到互联网，是先做一个电商平台，而现在更重要的是用利用智能技术带来生产效率的提升。在数字化与智能化的工厂，产能状况、设备开工情况可以实时获知，工厂的管理者可以根据订单的变化进行智能排产、 动态定价。此外，基于这些动态变化的数据形成的“工厂画像”，金融机构可以为每一家中小微企业提供量身定制的、动态化的授信贷款与租赁服务。比如说，淘宝“天天特卖”数据显示，双12当天卖出了超1000万件保暖家用品，原因很简单，这些商品品质好、价格低，但在这背后，正是淘宝深入制造端，用数字化提高工厂生产效率的结果。据悉，未来3年，淘宝将打造1万家天天特卖定制工厂，通过销售预测与行情预测、设立动态定价模型、打通全链路服务等措施完善C2M柔性供应链的落地，帮助中小微制造企业完成数字化升级。另外是各种智能的用品，包括人工智能的音响，我还有一双有芯片的运动鞋，每天记录我跑步时候的力度。最重要的是这些反馈会给到研发和生产者们，告诉他们下一代产品怎么做。所以，未来的制造业交付，不再仅仅是交付产品，交付产品只是是制造业服务的开始，消费者与制造业通过网络和智能技术永远保持连接，这会使得我们的制造业可以提前计划下一代产品的理念、技术，包括整个供应链的体系。[图片]产业互联网呼唤智能化的数字内场今天面临的时代，可以用两个数字来总结：30亿和100亿，即到了2020年，会有30亿人在用智能手机，并且有100亿个物联设备连接到互联网上，无论是人与人之间、人与设备之间还是设备与设备之间，都是以光速进行沟通和连接的。这就意味着企业竞争力的关键在于，组织有多快的速度感知外部的人，机，物，能不能在管理层有一个协作的工具，能不能在企业内部有一个光速沟通的数字内场，能不能有一个柔性平台进行工作，他们需要面对产业互联网的5个特征：大产业、重垂直、多边市场、资源重构、跨界创新；制造业最重要的未来是能够跨界创新，产生新物种，否则仅仅把互联网当做一个工具就浪费了这个时代。[图片]展望一下未来，万物智能的目的是什么？是唤醒万物有灵的世界。我们每个人心里都有一个万物有灵的世界，关键是怎么唤醒它，每一架次的飞机都不会孤独，因为他们有一个孪生的影子；每一部手机都不在冰冷，因为他们是我们与新物理世界连接的窗口；每一辆汽车都不会没有目的地，因为他们总会找到归家的路途。未来，我们每一个人，包括我们的孩子、老人，在变老的时候，希望帮助给我们提供服务的所有物品，都能够有一种万物有灵的感觉，这将是对我们人性基本需求的极大满足和安慰，制造通过技术实现智造，更通过技术回归人性，通过智能唤醒万物的灵性。

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2019年1月13日晚21点10分浙江卫视播出的《智造将来》节目向大众展示了三项极具温暖力量的科技项目：微小卫星、3D打印技术和支付宝生物识别技术，让暖科技第二弹能量满满，收视率达到csm55城同时段栏目类第二，人民网发声为暖科技点赞、光明日报等主流媒体持续温情关切。 完整版视频：http://tv.cztv.com/vplay/606345.html[图片]其中，令观众印象最深的，是首次登上《智造将来》舞台的中国工程院院士戴尅戎教授他带来的3D打印技术，#3D打印复制腿骨#话题更是一路登上微博热搜榜单超7小时，显示出科技成人之美的深入人心和温暖力量。 [图片]3D打印(3DP)即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、土木工程等诸多领域都已经投入实际应用。 中国工程院院士戴尅戎在节目中为大家上了一堂生动而又感人的科普课。他以出浅入深的方式，向观众们介绍了3D打印在医疗领域的应用。而节目的气氛，也在他把3D打印技术案例中的受益人子墨请上舞台时达到了高潮。 在子墨刚刚一岁时，左腿膝盖部位长了一颗良性肿瘤，这颗肿瘤却导致她的骨骼发育异常，膝盖部位异常弯曲，从学会走路起就只能用单腿跳，这一跳就是18年。 [图片][图片]为了保住自己的腿，子墨和母亲辗转全国各地，问诊无数专家，只为寻一个不截肢的出路，但一次次充满希望的求医最终都以满腹的失望告终，接触到的几乎所有医生给出的方案都是截肢。就在子墨陷入绝望的时候，她找到了戴尅戎。 [图片]不截肢。这是子墨和母亲找到戴尅戎时唯一的诉求，而面对一个处在花季的少女希冀的双眼，戴尅戎决定使用3D打印技术来帮助她。他联合多方专家，以计算机扫描的骨骼模型为基础，为子墨设计了一个制约式的人工膝关节。 “其实当时也并没有抱什么希望，毕竟我已经19年都是这个样子了。”舞台上回忆起手术前的情景，即便这场手术已经过去了9年，子墨还是难掩情绪的激动，几次在舞台上泣不成声。 [图片]最终，戴尅戎成功完成了这场高难度的手术，让单腿跳了19年的子墨终于可以正常行走。而在不断的训练和康复下，现在的子墨不仅可以走路，甚至可以游泳、爬山。在节目现场，她也当场扔掉拐杖走起路来，赢得了全场观众的欢呼。令现场的观众以及马思纯、孙杨、李淼、王孟秋唏嘘不已，流下泪水，连主持人蒋昌建都感叹“怎么会有如此美丽的人。” [图片][图片][图片]子墨在舞台上深情的表示： “如果说母亲给了我完美的生命，那戴教授就是给我的生命注入了一种完全不一样的灵魂。”而戴教授也激动的赞美3D打印技术：“作为一个外科医生，当我一旦用上3D打印技术以后，我就再也不愿和它说拜拜了!” [图片]这是一个人与人之间温情流动的故事，更是一个科技创造的奇迹。当子墨带着微笑由后台缓缓走上舞台的时候，她的美丽和自信让人无比动容!网友们都忍不住刷屏说：“谈吐，长相，身高，身材，多么完美的女生!是科技拯救了她!”、“科技的发展让未来的生活充满无限可能!”子墨说，她很幸运的是自己遇上了3D打印技术，更幸运地遇上了戴尅戎一类为了造福他人而奋斗一生的科技人。的确如此，正是有了科学技术的不断进步和一代代科技人的不懈付出，才让越来越多的人感受到科技的美好和温度。 完整版视频：http://tv.cztv.com/vplay/606345.html来源：浙江卫视

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谈到选区激光金属熔化3D打印（市场上将其称为SLM, DMLS技术） ，目前在市场上获得产业化的应用包括GE的喷油嘴，西门子的叶片，宝马i8 Roadster电动汽车上的支架等零件。选区激光金属熔化3D打印技术在高附加值和个性化零件的制造方面具备很大的发展潜力，从合金的结晶控制，到零件的精密性和复杂性实现，3D打印不仅仅推动了工业再设计，还在零件生产和零件修复过程中节约了生产资源，并通过提高最终产品的性能，带来更大的产品生命周期价值。那么激光熔化金属3D打印机要制造出更加合格的产品来，除了加强对金属3D打印工艺的前馈控制和过程中控制能力，能不能通过提高选区激光熔化金属3D打印设备的可靠性来最终获得产品质量的提升呢？本期，通过安世亚太基于Workbench的选区激光熔化金属3D打印机在常温工况下的动密封仿真分析来分享仿真在金属3D打印设备开发方面的作用。[图片]图片：获得产业化应用的选区激光熔化金属3D打印技术[图片] 密封的重要性选区激光熔化金属3D打印的过程首先是铺粉器将金属粉末铺至打印平台，然后激光器根据打印路径将金属粉末融化完成一层的打印，每完成一层的打印后，打印平台会下降一个层高的高度，直至形成一个完整的三维零部件，整个打印过程都在惰性气体环境中进行。选区激光熔化金属3D打印机是一套较为复杂的系统，主要有机械单元、光路单元、控制单元、工艺软件和保护气密性单元等组成。而密封在选区激光熔化金属3D打印机上应用较多，比如整个打印室的气密性、打印平台的密封等。密封一般分为静密封和动密封，静密封指的是被密封部位的两个偶合件之间不存在相对运动的密封；而动密封指的是被密封部位的两个偶合件之间存在相对运动的密封，动密封一般又分为旋转式动密封和往复运动式动密封。选区激光熔化金属3D打印机的打印平台动密封设计是整个密封设计的重中之重，同时也是一个难点问题。如果打印平台的动密封设计不好，会严重影响金属3D打印机的打印质量和打印效果，同时也会影响密封圈的使用寿命。打印平台密封圈的更换是一项非常费时费力且较为繁琐的工作，因此对选区激光熔化金属3D打印机打印平台的动密封设计提出了更高的设计要求。[图片] 模型的建立某型号的选区激光熔化金属3D打印机的打印平台的剖面图见图1所示，打印平台结构主要有成型缸、打印台、打印连接托板、活塞基板以及密封圈等组成。[图片]图 1 选区激光熔化金属3D打印机的打印平台剖面图及动密封局部结构剖面图为了减小计算的工作量，本次计算模型采用2-D平面计算，对选区激光熔化金属3D打印机打印平台进行XOY平面内进行剖面处理，同时对本次计算的无关紧要的部件进行忽略处理。为加快模型计算收敛，只截取密封件周边部分结构进行分析。为了保证后期的计算收敛性，将成型缸沿着Y轴左移2mm，即将密封件与成型缸之间由原来的过盈配合改为了间隙配合，后期再计算的第一个载荷步将成型缸沿着Y轴右移2mm，模拟密封件与成型缸的装配实际关系，这样保证了仿真模型和实际的物理模型是吻合的。[图片] 动密封结构有限元模型建立由于本次计算模型为2D平面结构，网格模型以四边形单元为主，部分网格为三角形单元，钢结构部件网格大小以0.8mm来划分网格，密封圈的网格大小为0.7mm，同时为保证计算能更好地收敛，对接触部位的网格进行了细化。密封结构模型共有17695个单元，36124个节点，具体见图2所示。[图片]图 2 选区激光熔化金属3D打印平台密封结构及密封圈局部网格模型整个有限元模型根据实际情况要建立合理的接触关系，摩擦接触和绑定接触。仿真模型中零部件所用的材料主要是316不锈钢和氟胶，316不锈钢采用Workbench材料库中的材料参数进行计算，而氟胶采用Mooney-Rivlin模型进行模拟，Mooney-Rivlin模型是一个比较常用的模型，适合于中小变形，一般适用于应变约为100%（拉伸）和30%（压缩）的情况。工况说明：在常温下，动密封分析工况分三个载荷步进行加载，首先完成密封圈与成型缸的预变形，其次考虑成型室作用到密封圈的上压力，最后整个打印平台在成型缸内进行上下移动。[图片] 仿真“洞悉”密封方案优缺点1. 强度分析结果通过仿真计算后，我们可以获得密封圈的最大应力为2.87MPa，并且最大应力位于密封圈与上部弹簧片的顶端接触位置，这是密封圈受到挤压后作用到U型弹簧片上造成的，具体可参见图3所示。[图片]图 3密封圈的应力结果云图及局部最大应力放大图2. 接触面积分析结果密封圈被挤压后，密封圈与成型缸之间的接触面积大小对密封效果起到很大的影响。密封圈1~4齿接触区域长度分别为0.6mm、0.9mm、0.8mm和0.5mm，具体可参见图4所示。弹簧片可以有效地增大密封圈与成型缸的接触面积，有利于密封效果的改善。[图片]图 4 密封圈1~4齿的接触区域长度3. 接触压力分析结果接触面上的接触压力也是影响密封好坏的重要因素。密封圈与成型缸的最大接触压力为0.75MPa，位于第一个齿尖处，说明第一道密封的密封效果较好，能够有效地阻止金属颗粒进入密封圈内，具体参见图5所示。[图片]图 5 密封圈与成型缸接触压力通过CAE仿真分析手段，我们能够快速获得选区激光熔化金属3D打印机打印平台动密封设计方案的相关性能参数，通过对性能参数的对比分析，了解不同动密封设计方案的优缺点，并对方案进行修改完善，选出最优的设计方案，可以大大缩短整个产品的研发周期，降低产品的研发费用。李新路，车辆工程专业，硕士学位，10多年的汽车行业CAE仿真分析经验，参与并实施了多个国内汽车整车及零部件的仿真分析咨询项目，积累了大量的工程仿真分析项目经验，专长汽车行业内结构CAE分析、整车碰撞分析、乘员约束系统分析、NVH分析以及新能源汽车电池包CAE分析等；同时目前主要参与了多个增材设备结构仿真分析项目。

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颈椎骨折事关头颈大事，一旦久久不愈，更是格外叫人心惊肉跳，来自邵阳武冈市的黄大哥就是如此。他因伤导致颈椎上段骨折，休养四个月都未愈合，幸好娄底市中心医院32病室（脊柱外科）的专家医术高超，借助3D打印技术，成功为他实行手术治疗，终于解除了他的烦恼。近日，笔者在病房里见到即将康复出院的黄大哥，了解了其中的复杂病情。颈椎不慎骨折 保守治疗四个月难以愈合去年八月的一天，黄大哥在田里劳作，挑玉米时不慎从3米高的地方摔下来，把自己和家人都吓了一大跳。黄大哥当时觉得脖子疼痛，没办法自由转动，在当地医院就诊做了CT后，检查结果显示黄大哥的颈椎上端——颈1前后弓、颈2椎齿状突、颈6椎棘突都出现了不同程度的骨折和位移。但自己既没有四肢麻木，也没有恶心呕吐，黄大哥觉得问题不大，犯不着动手术，于是选择了佩戴头颈胸支具固定，进行保守治疗。[图片]然而日子一天天过去，黄大哥却并没有好起来，不仅脖子越来越僵硬，头痛也越演越烈，有时候四肢还会出现轻微的麻木和抽搐，令他感觉十分不妙。复查中医生发现，即使过去了将近4个月，黄大哥颈2椎齿状突骨折始终未见明显愈合，就建议他仔细考虑治疗方案，以免耽误病情。精准制导定方案 3D打印显奇效骨折久久不愈合，黄大哥急了，听说娄底市中心医院大骨科技术力量很强，他便在家人的陪同下，来到该院32病室（脊柱外科）问诊。32病室主任范友兵仔细为黄大哥进行了检查，了解具体情况后说，“颈椎骨折总是不愈合，会导致寰枢椎不稳定，压迫神经，对活动功能造成较大的影响，继续发展下去，可能会引起四肢运动障碍，甚至是瘫痪。”他告诉黄大哥，最好还是进行手术治疗。听说可能会瘫痪，黄大哥大惊失色，“范主任，我不想变成瘫子，你救救我！”然而头颈位置情况复杂，大血管、重要神经分布密集，手术的难度非常大，稍有不慎，极易损伤神经，不仅可能造成高位截瘫，还有可能出现脑梗塞等严重并发症，危及生命。类似的手术，以前往往只有省城的大医院才敢，但范友兵告诉黄大哥：“我们从2016年开始做这种手术，目前已经做过20多例了，从来没有失败过。”他笃定的话语给黄大哥结结实实吃了一记定心丸，决定就在这里接受手术。娄底市中心医院是湘中3D医学打印中心，具有丰富的相关临床经验。为了更好地完成手术，专家们根据3D打印技术，通过计算机辅助，纤毫毕现地制造出了黄大哥的3D颈椎标本，进行可视化手术设计和模拟，制定出了复杂、精准、个性化的治疗方案，尽可能地减少了手术风险。为了打消黄大哥和家属的疑虑，在术前谈话中，胸有成竹的专家们还用这根标本，仔细向他们阐述了手术方案，解除了他们的疑惑和不安。刮骨螺钉齐上阵 专家妙手解伤痛12月14日，在麻醉科和手术室的全力配合下，由范友兵主刀，该科副主任医师易仁丰、医师李明、严俊逸一同为黄大哥进行了后路寰椎骨折切开复位和髂骨植骨寰枢椎融合内固定术。有了之前的充分准备，专家们打开切口后，对将要看到的景象已经了然于心，游刃有余地为黄大哥进行了手术，在寰枢椎内用4枚直径3.5毫米的螺钉固定住了第一节和第二节颈椎，并且从左侧髂骨后上棘，用骨刀和刮勺切取了20克左右、大小合适的骨块，将它们移植到了黄大哥颈椎骨折处，帮助进行了坚实地固定。术后，从麻醉中醒来的黄大哥发现，虽然被切开的伤口难免传来隐隐疼痛，但一直困扰他的头痛却立竿见影地得到了缓解。范友兵告诉他，X光片显示他的内固定位置及寰枢椎关节复位良好，伤处也明显好转，过不了多久，颈椎骨折的部位就能够彻底愈合了。面对尽心尽力为自己治疗的医务工作者们，黄大哥感激地说：“一开始我也很犹豫，压力特别大，手术之前都忍不住想要不还是算了吧！但实在头痛得受不了，范主任、易主任也都很好！仔仔细细地跟我讲得很清楚，打消了我的顾虑。既然来了，我就相信他们！最后果然没有失望！感谢32病室的各位医生护士，感谢中心医院！为我解除了这么大的困难！”

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随着技术的进步，3D打印行业经历了一段时间的缓慢发展，最终实现了两位数的稳定增长。[图片]德勤预测，大型上市公司(包括企业3D打印机、材料和服务)与3D打印(也称为增材制造)相关的销售额将在2019年超过27亿美元，2020年将超过30亿美元。(对于前后背景，全球制造业的整体收入总计每年约12万亿美元。)这部分3D打印行业每年的增长率约为12.5%，是几年前的两倍多(图1)。[图片]而其它研究机构对3D打印的预测更为明朗，IDC预计2019年起全球支出将超过140亿美元，比2018增长23.2%，在预计2022年将达到230亿美元。研究人员称3D打印机和材料支出占全球市场总额的三分之二，在2022年达到78亿美元和80亿美元，2022年的服务支出将达到48亿美元，服务市场由按需零部件服务和系统集成服务主导。与此同时，3D打印相关软件的销售额将比整个市场增长缓慢，五年增长率为16.7%。从地域来看，2019年美国的支出总额最大，高达54亿美元，其次是西欧40亿美元。这两个区域将共同提供近三分之二的3D打印支出。中国将是第三大的地区，支出超过19亿美元，其次是亚洲/太平洋(不包括日本)中欧和东欧(CEE)、中东和非洲(MEA)。3D打印正在经历这一转折点，可能是因为多个行业的公司越来越多地使用它，而不仅仅是用于快速原型设计。如今的3D打印机能够打印更多种类的材料(这主要意味着更多的金属打印和更少的塑料打印，尽管塑料仍可能占主导地位);它们打印物体的速度比以前快，并且可以打印更大的物体(构建体积)。源源不断的新进入者正在扩大市场。 3D打印被认为是工业4.0中的“必不可少的部分”。先进的生产和操作技术与智能数字技术的结合被称为“第四次工业革命”。还有其他报告提供了该行业的历史、当前和预测市场规模。然而，它们基于专利研究，因此既不可复制，也不可证伪。相比之下，由于我们专注于大型上市公司，我们的历史和当前数据都是从公开来源、经审计的财务数据和季度更新的数据中挑选出来的。我们的前瞻性估计再次利用公开可得的资料，并根据现有的分析师一致估计;对于其中一些公司，超过12位分析师提供了前瞻性预测。3D打印的兴起，放缓和崛起像许多新技术一样，3D打印在早期也被过度炒作。到2014年，该行业(包括但不限于大型上市公司)的收入超过20亿美元，高于2009年不到10亿美元(某些基础专利到期的年份，以及第一个消费者家用3D打印机 RepRap3问世)。新闻报道兴奋地谈到“每个家庭都将成为一个工厂”，并且有人预测传统零件制造商、仓库和物流公司在短期内都会受到严重破坏。实际上，当时3D打印机主要用于制作塑料原型，虽然家用3D打印机既有趣又有教育意义，但它们制造的东西几乎从未具有适用价值。虽然没有崩溃，但3D打印行业过度炒作，导致它的发展速度放缓了。从图1中可以看出，行业中的大型上市公司在2015年和2016年经历了个位数左右的百分比增长(尽管一些公司确实看到同比收入下降)，在经历了前几年过高的期望后，进入了预期下降的低谷。然而，这是一个浅谷，到2017年，增长再次加速。今天，我们预测未来几年的行业年增长率将远远超过10%。为何增长前景会反弹?首先得益于更多的3D打印材料。 2014年，可用于3D打印的材料清单已经很长了，但仍然远远不及零件制造中常用的完整材料清单。此外，许多零件需要由多种材料制成，当时的3D打印机并不适合这项任务。快进到2019年初，潜在的3D可打印材料清单已扩大到五年前的两倍以上，混合材料打印机正变得越来越普遍。在这方面，最大的转变往往是从塑料转向金属打印。塑料适用于原型机和某些最终零件，但价值数万亿美元的金属部件制造市场是3D打印机更重要的市场。从2017年到2018年，3D打印行业的一项调查显示，虽然塑料仍然是最常见的材料，但仅在那一年，塑料在3D打印中的份额就从88%下降到了65%，而金属打印的份额则从28%上升到了36%。按照这个速度，金属很有可能在2020年或2021年取代塑料，用于所有3D打印一半以上的份额。另一个因素是速度。一次(用任何材料)制造一个超薄层是一个固有的缓慢过程。但自2014年以来，情况发生了变化。尽管打印时间会因形状的复杂性、打印作业的质量和/或使用的材料而有所不同，但从广义上讲，2019年市场上的3D打印机的速度是2014年的两倍，其他条件相同。一个特别有趣的创新是在金属打印领域。在过去几年中，使用选择性激光烧结(SLS)打印了许多金属零件。该过程相对缓慢且昂贵，并且需要接近真空的环境。最近的一种称为粘合剂喷射金属印刷的技术，可以将生产每个零件所需的时间缩短一半，准备在2019年推出。尽管粘合剂喷射技术使得实际的3D打印部分比SLS快得多，但如此打印的部件尚未完成，需要在烘箱中烧结烘烤后进行后处理，直到金属粉末熔化为止。不过，虽然烧结需要时间，但可以集中进行，所以大量零件的平均每件时间仍然比SLS快。)3D打印机不仅变得更快，而且它们的构建体积 - 可打印对象的大小 – 也正在增长。几年前，一台典型的高端金属打印机只能制造一个小于10 x 10 x 10厘米的物体。但在2019年，可适用多种打印机，构建体积为30 x 30 x 30厘米(9立方升)的物体。这允许制作更大的物体而无需打印较小的物体，然后组装它们。此外，在橡树岭国家实验室等实验室采用大面积增材制造(BAAM)技术，在非常大的建筑体积上取得了进展，其中x，y和z轴以米而不是厘米为单位测量。最后，一些大公司正在进入3D打印市场，验证空间并推动整个行业更快地进行创新。这些大型公司带来了研究投资、信誉、庞大的客户基础和营销力量，幸运的是，对于行业的增长，他们通常会扩大整体市场，而不是从现有的竞争者那里抢走销量。这些财富500强公司从3D打印中获得的收入对他们来说并不重要，对于一家价值500亿至1000亿美元的公司来说，即使是2.5亿美元的3D打印相关收入也不到其销售额的0.5%，但对于3D打印行业而言，这是非常重要的，到2020年可能占3D打印行业总收入的15%左右。此外，这些大公司进入3D打印对于产品而言具有很高的战略意义：他们正在使用3D打印以有趣的方式管理长尾并改善零件性能，例如打印重量更轻的零件，在制造中获得更大的灵活性，简化零件等等。3D打印是否会百分之百成为制造市场?随着近年来的所有改进，人们可能会问到为什么3D打印每年仅“增长”12%左右。如果3D打印机现在在制造最终部件方面如此有用，那么增长为什么不会更高呢?3D打印会成为制造东西的唯一方式吗?简而言之，没有。但要了解原因，值得探讨如何更细致地制造零件。基本上有三种方法可以一个零件：获取所需材料的数量，并根据需要进行塑造拿一块太多的材料，去掉不需要的东西(减法制造)随着时间的推移，使用材料逐步构建零件，直到完成所需的零件(增材制造或3D打印)第一种方法可涉及多种技术和材料;锻造、铸造、冲压和模塑(塑料注塑)是最常见的。这些技术已经使用了几十年甚至几个世纪;它们是众所周知的，在每个零件的基础上相对便宜，并且平均在几秒钟内生产零件(不包括精加工 - 几乎所有类型的零件制造，需要进一步加工以进行精加工，这可能需要几秒钟到几小时)。截至2018年，以这种方式运转的机器每年价值3000亿美元，其中7台每年生产价值超过一万亿美元的零件。作为一个成熟的行业，这种制造模式在全球范围内平均每年以2-3%的速度增长。第二种技术 - 减法制造 - 可能涉及使用车床和许多其他大型工厂工具，但重要的是，它也可以通过计算机数控(CNC)机器来执行，这些机器正变得几乎无处不在。使用CNC机器制作物体的成本比上述技术高，每个部件需要几分钟而不是几秒钟(不包括完成时间)。然而，基于数控机床的制造在许多市场中非常有用，特别是在体积低于制造模具(例如)或最终部件不能使用旧技术制造的情况下。全球数控机床市场每年增长约7%，约为传统制造业的两倍;预计到2025年将达到1000亿美元，高于2018年的约600亿美元增材制造--3D打印 - 每个部件的成本仍然比使用CNC机器更昂贵(使其比传统制造成本高得多)，并且每个部件需要数小时而不是几分钟(再次排除各种类型的精加工和后处理)。但是，有些零件只能通过3D打印制作，以及零件体积太小以至于传统制造或减法制造都不是最佳的情况。这些市场推动了我们预测3D打印的一些增长。另一个增长动力是3D打印通常对制作可能在前两种技术中使用的模具、铸件、工具、压铸模和夹具非常有用。3D打印机并不总是适合这项工作的工具，并且在可预见的未来，大多数零件仍然可能通过铸造、锻造、冲压、模塑等产生;数控机床将占很小的比例，3D打印的比例甚至更小。但是，即使是价值数万亿美元的全球零部件行业(每年仅金属零部件行业就价值1万亿美元)的1%，仍然是一个巨大的机会。此外，使用三种技术中的每一种来制造的零件的比例，都是指零件的单位体积。但是，使用CNC机床和3D打印机制造的物品往往比传统制造的物品价值高得多，因此通过更先进的技术制造的零件的美元价值将高于单位百分比所显示的价值。换句话说，像螺母和螺栓这样的零件将采用传统的方法制造。但这些部件都是大宗商品，价格低廉，而3D打印部件的价值可能高达数百甚至数千美元。3D打印机不可能取代传统制造技术这一事实非常重要。如果制造商不得不抛弃所有旧机器并切换到完全3D打印的世界，那将是一项艰巨的任务，但在这个过程的最后，它将具有一定的简单性。所有商品都将使用3D打印机制造，虽然公司需要大量的原料库存，但他们将不再需要零件仓库、仓库和配送中心。供应链和物流问题与今天不同，在某些方面更简单。但这可能不会发生。相反，公司和行业将始终不得不应对混合制造业，这更加复杂，难以管理。零件将使用所有三种方法制造，通常一次不止一种(这实际上是一项相当重要的技术，大大扩展了市场)。所有这些使得下面描述的解决方案比3D打印简单地取代更重要。结果在当今日益复杂的生产和维护环境中，越来越多的组织通过寻求3D打印来应对供应链和制造业务中的限制。公司应该如何开始3D打印?当然，没有一个答案。相反，将3D打印集成到组织战略中有多种途径。在高层次上，组织应该检查他们的商业模式。领导者应了解3D打印对其业务所代表的机遇和/或威胁，以及如何利用3D打印颠覆他们的行业。接下来，他们应该检查3D打印的商业案例。传统的单件价格比较并不总能完全发现3D打印的全部优势，因此为了正确评估业务案例，公司应开发生命周期成本比较，以便在产品开发、生产和服务/售后市场中捕获3D打印的优势(如果有的话)。评估的关键是了解公司今天在哪里部署3D打印，想在哪里应用3D打印(愿望)，最后应用于何处(基于现实的雄心)。在此之后，公司应确定是否继续实现目标，即3D打印的商业案例是否有意义，如果有，那么在哪里(例如在供应链，产品开发或其他领域)。在测试可行性、可用性和可取性之后，领导者应该评估其流程和资产的当前状态，然后制定路线图以随着时间的推移进行扩展。要在工业规模上使用3D打印，组织需要管理一系列复杂的、相互连接的和数据驱动的事件。“数字线”是一条从最初设计到成品的无缝数据链，是优化3D打印生产能力的关键。德勤称之为“增材制造的数字线”，简称DTAM。我们围绕DTAM和3D打印的五个主要建议是：评估工具和技术的当前状态。对一个制造资源的当前状态进行盘点，可以使公司识别任何痛点，并了解他们可能需要集中精力的地方。确定公司应关注的重点：产品开发，供应链优化或两者兼而有之。一旦制造商评估了他们当前的能力以及他们希望在图2所示的3D打印框架内的位置，他们就可以开始制定构建和实施DTAM或一般3D打印方法的路线图。至关重要的是，这应该与业务案例相关：重点应放在推动业务成果上，而不仅仅是建立能力。考虑当前的数据存储和使用方法以及它们如何映射到DTAM。 3D打印应该整合到一般的制造过程中。为实现这一目标，组织需要一个包含3D打印的数字线程以及他们也可能使用的任何成型和减法技术。公司可以检查他们如何在当前的制造实践中收集、存储和使用数据，然后考虑他们是否正在尽可能有效地存储和使用来自工厂车间的信息。通过这种方式，他们可以构建更高效的DTAM。很容易想象使用所有三种制造技术的场景，但这些活动可能需要由贯穿整个制造过程的数字骨干(线程)支持。了解到目前还没有创建DTAM的一站式端到端解决方案。公司应该检查实施DTAM和扩展3D打印将如何影响他们的业务，以及根据他们的特定需求开始构建需求。为员工着想。 3D打印和DTAM都需要工程师和组织内其他人员的接受和采用，因此招聘、培训和保留是重要的考虑因素，变更管理也是如此。经过几十年的发展，3D打印终于达到了比大多数其他制造技术更持续增长的时期。 与许多其他新技术一样， 重要的是“从大的方面考虑，从小的方面开始，迅速扩展”。“未来几年，3D打印可能会在从机器人到火箭飞船的各种制造业中得到更广泛的应用。”对制造业以外的行业的连锁反应可能是深远的。

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设想一个假肢方面的创新世界，让肢体佩戴者可以选择价格合理、可靠、理想的假肢产品和服务，3D打印正在帮助这一切变为现实。本期，一起通过ProsFit的案例来体会这样一个话题：3D打印可以重塑假肢行业吗？根据ProsFit总部位于保加利亚，该公司与中型和大型假肢诊所合作，为佩戴假肢的患者提供定制化假肢接受腔。[图片]软件与3D打印的结合接受腔不舒适是假肢使用者普遍遇到的一个问题。这是因为传统的接受腔是单一的一块塑料，根据使用者当时的肢体情况模制而成的。这样就产生了很大的问题，因为在一天当中，运动所带来的压力是不断变化的。ProsFit提供称为PandoFit的软件解决方案，使假肢医生能够进行3D扫描并在屏幕上创建自定义肢体接受腔。设计完成后，ProsFit通过3D打印技术来制造接受腔。腿部假肢的主要元件分为两部分：针对每个残肢定制接受腔以及其他部件 – 例如脚，膝盖和连接元件 ，这些元件为采用标准化的传统工艺生产的产品。传统制造工艺，安装假肢可能需要数周时间。在此期间，大多数患者被迫使用拐杖或被限制在轮椅上，限制了他们的活动能力，且制造过程也是昂贵且耗时的。在与HP合作之前，ProsFit使用熔丝制造3D打印技术商业化了医学监管的ProsFit Original接受腔。然而，该公司遇到了一些挑战，其中最大的挑战是产出的一致性。ProsFit估算每10个接受腔中有两个不能通过ProsFit严格的质量保证流程。现在，ProsFit Optimal 接受腔采用HP Jet Fusion 3D打印解决方案，并采用尼龙PA 12材料制造，每种产品都作为受监管的定制医疗设备出售。在商业化之前，该产品在欧盟（EU）进行了重要的监管测试，2019年其他市场正在进行监管程序中的测试，包括美国。通过数字化设计，装配和制造假肢接受腔的过程，ProsFit将制造和交付接受腔所需的时间从数周减少到数天，步骤少得多，这有助于降低成本并提高患者的舒适感。采用HP的Multi Jet Fusion技术，技术人员可以在3D打印机上选择零件方向，从而提供质量、强度、灵活性和经济性的优化组合。对于诊所和医疗中心，3D科学谷了解到ProsFit的数字解决方案在生产力方面也带来了显着的好处。可以让诊所接待患者的数量达到原来的五倍。ProsFit现在为英国，比利时，法国，德国和荷兰等地的客户提供服务。他们还支持亚洲和澳大利亚的诊所，并与康复医生合作，支持中东战区的截肢者。Review根据ConpositesPlus, BASF的子公司TriFusion Devices和 Essentium公司的新型3D打印假肢腿采用热塑性碳纤维人造接受腔，可以在不削弱其结构的情况下进行生命周期调整 – 这是传统假肢接受腔制造工艺所不容易实现的。[图片]假肢上印有巴斯夫用短碳纤维增强的Ultramid聚酰胺。该通用接受腔采用热塑性材料制成，可进行小幅度调整，以确保患者舒适合身 – 在整个假肢生命周期中，接受腔可根据需要以2-3mm的增量进行调整。该技术还可以更快地转身。传统的碳纤维接受腔通常需要三天左右才能成型和铸造，3D打印可以简化工艺流程，3D打印的接受腔可以在扫描时间不到24小时内发货。总体来说，3D扫描，软件和3D打印的结合使得3D打印能够改变当前的假肢接受腔生产现状，为假肢行业提供全数字化解决方案。在国内，国务院在《关于加快发展康复辅助器具产业的若干意见》中指出，我国是世界上康复辅助器具需求人数最多、市场潜力最大的国家。“意见”中提出的增材制造（3D打印技术），在促进康复辅助器具设计创新、提高定制化水平等方面起到了重要作用。

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2019年1月12日，湖北武汉，白鱀豚“淇淇”3D打印标本在中科院水生所亮相。淇淇被认为是最后一只白鱀豚，人工饲养22年后于2002年去世。中科院水生生物研究专家认为，复原标本希望更多人行动起来，保护水生生物。[图片] 国内首个3D打印生物标本 1600年前至今，748种动物灭绝，4314种动物变成濒危级，2851种动物变成极度濒危级。世界上最后一头雄性北白犀去世，8种穿山甲全部濒临灭绝，白鱀豚已于2006年功能性灭绝……留住这些即将灭绝的动物刻不容缓！昨日上午，在中科院水生所水生生物博物馆里，白鱀豚“淇淇”的3D复原标本揭幕式开始，盖在“淇淇”的3D数据模型上的红布被揭开，这个3D数据模型生动地还原了“淇淇”生前的模样。这个模型跟“淇淇”生前的体型大小完全一样，每一个细节都非常真实，这是国内首次把3D打印技术运用于博物馆标本制作，中科院水生所水生生物博物馆根据“淇淇”剥制标本，结合“淇淇”生前的视频，照片和文字资料等，运用3D扫描技术，构建了这个高仿真的“淇淇”3D数据模型。

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3D打印技术就像个“万能积木”，能以廉价的成本解决许多传统技术难以制造的产品问题。目前3D打印在医疗方面的应用有医疗器械、人造器官等，甚至连栩栩如生的假肢都能打印出来。[图片]在最近的一项研究中，科学家利用最先进的3D技术，为脊椎受伤的人们带来了重新行走的希望。研究人员首次利用快速3D打印技术制造出脊髓，然后成功地将装有神经干细胞的支架植入大鼠严重脊髓损伤的部位。植入物的目的是促进脊髓损伤的神经生长，恢复连接和失去的功能。在大鼠中，支架能够支持组织再生、干细胞存活和神经干细胞轴突从支架向宿主脊髓的扩展。该研究的共同高级作者、加州大学圣地亚哥分校的马克•图斯基(Mark Tuszynski)教授说:“近年来，我们的研究成果和论文都在不断地向脊髓损伤中大量、长距离再生轴突的目标迈进，而轴突的再生对于任何身体功能的真正恢复都是至关重要的。”轴突是神经细胞上长长的、像线一样的延伸部分，它可以延伸到其他细胞。共同第一作者Kobi Koffler博士是Tuszynski博士实验室的助理项目科学家，他说:“这项新工作让我们更接近真实世界，因为3D支架再现了脊髓中纤细的、捆绑的轴突阵列。”“它帮助组织再生轴突来复制受伤前脊髓的解剖结构。”合著者Shaochen Chen博士利用快速3D打印技术创造了一个模拟中枢神经系统结构的支架。他说:“它就像一座桥，将再生轴突从脊髓损伤的一端连接到另一端。”“轴突本身可以向任何方向扩散和再生，但支架使轴突保持有序，引导它们向正确的方向生长，从而完成脊髓连接。”植入物包含数十个200微米宽的微小通道，是人类头发的两倍宽，它们引导神经干细胞和轴突沿着脊髓损伤的长度生长。Chen教授的研究小组使用的打印技术在1.6秒内就可以打印出两颗毫米大小的植入物。传统的喷头打印机需要几个小时才能打印出比这简单许多的结构。根据研究小组的说法，这个过程可以扩展到人类脊髓的大小。为了证明这一概念，研究人员打印了四厘米大小的植入物，这些植入物是根据人体脊髓损伤的核磁共振成像扫描结果制成的。这些东西在10分钟内就被打印出来了。第一作者之一、Chen博士团队的纳米工程博士后Wei Zhu博士说:“这显示了我们3D打印技术的灵活性。”我们可以快速打印出一种植入物，无论大小和形状如何，它都能与宿主脊髓受伤的部位相匹配。”研究人员将这两种毫米大小的植入物植入大鼠严重的脊髓损伤部位，植入物中含有神经干细胞。几个月后，新的脊髓组织在整个损伤过程中完全再生，并连接了宿主脊髓的断端。经过治疗的大鼠后肢功能恢复“显著”改善。Koffler博士说:“这标志着修复人类脊髓损伤的临床试验又向前迈出了关键一步。”“支架提供了一个稳定的物理结构，能够支持神经干细胞的稳定移植和存活。”“它似乎可以保护移植的干细胞免受脊髓损伤的毒性和炎症环境的伤害，并帮助引导轴突完全穿过损伤部位。”他说，接受治疗的老鼠的循环系统已经渗透到植入物内部，形成了功能正常的血管网络，这有助于神经干细胞的存活。Zhu博士补充说:“血管化是工程组织植入物的主要障碍之一，这种植入物可以在体内保留很长时间。”“3D打印的组织需要血管系统来获得足够的营养和排泄废物。我们小组之前做过3D打印血管网络的工作，但是我们没有把它包含在这个工作中。”“由于我们的3D支架具有良好的生物相容性，生物学自然会为我们处理这些问题。”现在，科学家们正在扩大这项技术的规模，并在更大的动物模型上进行试验，为可能的人体试验做准备。下一步还包括在脊髓支架内加入蛋白质，进一步刺激干细胞存活和轴突生长。研究结果发表在《自然医学》杂志上。

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国务院新闻办公室今天下午3时举行了新闻发布会，会上，国家航天局副局长、探月工程副总指挥吴艳华，国家航天局秘书长、新闻发言人李国平，探月工程总设计师吴伟仁，嫦娥四号任务探测器总设计师孙泽洲向在场媒体介绍了探月工程嫦娥四号任务有关情况。[图片]据吴伟仁介绍，嫦娥四号工程目前已进入科学探测阶段，主要分为三大类科学探索内容，一是关于着陆区的地形地貌。“过去我们都是通过遥感，通过一百公里甚至几百公里的轨道上探测到的大概的地形地貌，这次我们身临其境，大家也可以从网上看到一些图像图形，周围的地形，部分图已经出来了。同时通过这次月球行走，获得月球背面第一张地质剖面图，可以探测到一百米到两百米深，它的地质构造、分层，这样研究月球背面地质的起源、形成，包括它的月球年龄的形成，都是第一次。”吴伟仁说，第二类探测，主要是月球周围的空间环境，包括宇宙辐射、太阳辐射、太阳耀斑的爆发对月球空间的影响。还有第三类，主要是研究月球的物质成份。“这次有多台科学载荷，会对月球背面的物质成份到底是怎么组成进行初步探测。我想这些成果对于人类来说都是第一次，这些成果的取得最后都会有原创性的效果，因为过去从来没有人去过，这些成果会在国内外产生重大的影响。”吴伟仁表示。据悉，嫦娥四号是中国探月工程四期的首次任务，在谈到对未来中国的探月工程和深空探测的计划时，吴艳华表示，国家航天局正在组织国内专家对后续规划进行论证，基本明确还有三次任务。“一个是嫦娥六号计划在月球南极进行采样返回，到底是月背还是正面，要根据嫦娥五号的采样情况来确定。嫦娥七号是在月球南极一次综合探测，包括刚才说对月球的地形地貌、物质成份、空间环境进行一次综合探测任务。嫦娥八号除了继续进行科学探测试验以外，还要进行一些关键技术的月面试验。 中国、美国、俄罗斯和欧洲等国家都在论证，要不要在月球建立一个科研基地，或者科研站，比如说采用3D打印技术，能不能在月亮上利用月壤建房子等，我们要通过嫦娥八号验证部分技术，为以后各国一起共同构建月球科研基地，做一些前期探索。”吴艳华说。