3D打印革命

从上世纪80年代问世以来,5D打印技术已经不是什么新鲜的概念,却依然没有大规模的应用。高昂的成本、不易操作的参数输入方式、不太稳定的打印制造效果……种种的限制都让利用这项技术进行批量生产的难度加大。     

高分子3D打印材料和打印工艺

3D打印技术亦称为增材制造,是基于三维数学模型数据,通过连续的物理层叠加,逐层增加材料来生成三维实体的技术。3D打印技术与传统材料加工技术相比有许多突出的优势,吸引了国内外工业界、投资界、学术界、新闻媒体和社会公众的热切关注。目前制约3D打印技术发展的因素主要有两个:打印工艺和打印材料。高分子聚合物在3D打印材料中占据主要地位。介绍了当前3D打印常用的高分子材料(热塑性高分子和光敏树脂)和与之相适应的打印工艺(FDM、SLS、SLA、Polyjet等),并对它们的特性和优缺点进行了评述,讨论了这些3D打印材料和工艺的开发面临的问题和挑战。     

3D打印气管

2011年，卡伊巴（Kaiba）还只有6个星期大时．他突然停止了呼吸，脸色发青。他的父母赶紧把他送到了医院，医生很遗憾地发现他的左丁气管有先天性缺陷。此后，病情反复发作，直到2012年的一月，外科医生们在他的肺部植入了一个3D打印的气管，才使他的呼吸遁保持畅通。几年之后，这个人造气管会在体内自行溶解，     

建筑3D打印用胶凝材料及其相关性能研究进展

3D打印是一种基于数学模型利用机械设备增材制造的快速成型技术。近年来,3D打印在建筑行业得到快速发展。相对于传统成型工艺,建筑3D打印技术具有无需模板支撑、施工方便、设计自由度高等优点,因此受到了全世界研究人员和学者的广泛关注。当前,普通硅酸盐水泥、快硬早强型特种水泥、复合型普通水泥、碱激发胶凝材料及石膏基胶凝材料等五大类胶凝材料在3D打印中已得到了一定的应用,但仍然存在不少问题。例如,一方面,与传统泵送混凝土不同,3D打印混凝土需要较快的凝结时间和强度发展速率来满足层间结构的压力,而普通硅酸盐水泥长达45 min的初凝时间和不迟于360 min的终凝时间无法满足打印构件层间作用力快速增长的要求;另一方面,水泥基3D打印胶凝材料的构件层间抵抗弯矩、剪力的能力不足。碱激发胶凝材料应用于3D打印主要存在凝结时间难以调控、体积收缩率大、容易产生开裂等问题。而石膏基胶凝材料存在耐水性差等问题。因此,对3D打印胶凝材料的开发与调控仍是很长一段时间内3D打印建筑研究的重点之一。与此同时,3D打印技术在建筑行业应用的缺点也很突出:3D打印过程中无模板支撑,以逐层叠加的方式成型,一方面,无法直接添加钢...     

3D打印技术应用于大尺度建筑的研究进展

基于3D打印技术的自动化和智能化优势,将其应用于建筑业,成为当前工程领域研究的热点之一。但是,这种技术在设计方法、打印材料、打印设备以及施工工艺等方面还存在诸多问题,这在一定程度上限制了其大规模的推广应用。与其他应用领域相比,3D打印技术在建筑行业中的应用目前还处于初级阶段。相较于传统的建筑施工,3D打印技术具有如下潜在优势:(1)机械化程度高,施工快,成本低;(2)无模板施工,资源消耗少;(3)劳动强度低,节省人力;(4)施工过程安全、清洁、精确;(5)设计自由,实现轻质高强及多功能;(6)高度定制化,实现标准化与个性化的统一。 然而,由于3D打印技术与传统施工技术的不同,导致传统的普通混凝土无法直接应用于3D打印。而以层层堆叠方式打印的材料则普遍存在结构强度较低、层间形成施工冷缝等问题。因此,近年来研究者们在材料配合比、结构优化设计、评价标准以及施工工艺等方面不断探索,并取得了丰硕的成果。最近,已有不少3D打印技术成功应用于个性化住宅、桥梁建造等的案例报道。 在建筑业大尺度3D打印技术中已取得成功应用的包括轮廓成型工艺、混凝土打印工艺、D型打印工艺和数字建造工艺,其中轮廓成型工艺现已成为主流的建筑3D打印技术。建筑业3D打印建造技术的主要特征可概括为:基于挤出工艺分层打印混凝土、粉末台面配合使用粘结技术以及增强网格。为了满足3D打印的要求,在打印过程中,打印材料需要保持一定的可挤出性、可建造性、粘结性、可工作时间以及高强度。同时,混凝土结构需要一定的增强措施以确保结构的安全可靠性。此外,随着不同技术之间的相互融合,涉及到具体的项目应用时,可以采用某几个技术的联合。 本文系统总结了大尺度3D打印建造技术的发展过程和研究进展。以纤维增强水泥基材料为打印材料,综述了3D打印技术中原材料选择、材料特性、结构增强措施等关键问题。最后,对建筑3D打印技术的发展方向做了展望,以期为3D打印技术在建筑业中的应用推广提供借鉴。     

3D打印气管

2011年，卡伊巴（Kaiba）还只有6个星期大时，他突然停止了呼吸．脸色发青。他的父母赶紧把他送到了医院，医生很遗憾地发现他的左支气管有先天性缺陷。此后，病情反复发作，直到2012年的一月，外科医生们在他的肺部植入了一个3D打印的气管，才使他的呼吸道保持畅通。     

UV-3D打印材料研究进展

UV-3D打印作为增材技术新的发展方向,具有设计自由,节约材料以及快速成型等优点,被广泛研究.本文通过分析立体光刻技术(SLA),数字光处理技术(DLP)和UV直写技术等,并研究了UV技术在3D打印领域的应用与发展.然后分析UV-3D打印常用的一些材料,包括环氧树脂和丙烯酸树脂以及其发展现状.最后通过介绍UV技术在3D...     

光固化3D打印技术的专利现状及发展趋势

本文对光固化3D打印技术申请趋势,国内外主要申请人、光固化3D打印所涉及的技术领域以及我国光固化3D打印技术专利申请的分布情况、法律状态和申请趋势进行了分析。总结了光固化3D打印技术的专利现状以及发展趋势。我国光固化3D打印技术发展与国外基本同步,国内申请人缺少海外专利布局的意识。国内申请主要集中在光固化3D打印设备这一领域,关于光固化材料、光学器件和立体光源领域的改进较少,技术创新点和改进较为单一。结合我国相关专利的分布省份分析可知,光固化3D打印技术的研发主要集中在我国东南沿海发达地区,依托优势企业和高校科研能力,可以更好的促进技术发展。通过分析我国的专利类型和有效性,我国专利的稳定性和创新水平有待提高。     

3D打印:梦想悄然照进现实

<正>在很长时间里,3D打印一直被大众视为极客的宠儿,实验室的玩物。但是,这种新技术的第一缕阳光已经悄然照进现实。"我一直觉得,如果一个CEO说自己不知道自己手下有多少员工,肯定是在胡扯。"面对员工人数这个问题,3D打印创业公司Shapeways的CEO彼得·维依玛邵森(Peter Weijmarshausen)如是说。他又想了想,把荷兰和纽约的办事处加起来后     

3D打印技术背景下产品设计新模式

第一次和第二次产业革命通过机器生产方式使产品生产变得更加容易，极大提高了生产效率，从而开启一个大规模生产的时代。大规模生产产品设计在一定程度上面压制了消费者对产品多样化的需求，同时形成了产品设计由设计师主导的“常识”。然而，在3D打印技术快速发展的背景下，这种产品设计模式产生了新变化。     

3D打印机:打印你所需

最近,美国MakerBot公司推出的新版打印机集3D技术、DIY创意与平民价格于一身,可根据用户需求将平面图像转化为任何一种立体实物,即使是最挑剔的极客也不免为之心动,同时也令家庭主妇们梦寐以求的多功能个性化制造机成为现实。     

3D打印机:打印你所需

最近,美国MakerBot公司推出的新版打印机集3D技术、DIY创意与平民价格于一身,可根据用户需求将平面图像转化为任何一种立体实物,即使是最挑剔的"极客"也不免为之心动,同时也令家庭主妇们梦寐以求的多功能个性化制造机成为现实。     

3D打印机：打印你所需

最近,美国MakerBot公司推出的新版打印机集3D技术、DIY创意与平民价格于一身,可根据用户需求将平面图像转化为任何一种立体实物,即使是最挑剔的“极客”也不免为之心动,同时也令家庭主妇们梦寐以求的多功能个性化制造机成为现实。     

Bukobot助力3D开源打印

开源运动帮助推进3D打印的便利性是最有影响力的。RepRap项目是大量低成本打印机配套元件的起源,包括现在相当著名的Makerbot。现在又有了一个新产品面市:Bukobot,开发人员将其描述为下一代的开源3D打印机。加州帕萨迪纳的Diego Porqueras,正定义他进入开放源码的3D打印机世界,需要解决的两个常见问题:易于使用、装配和可扩展性。Porqueras说,不像其他基于RepRap项目的很难组装的开源3D打印机,Bukobot(见以下视频)已经被设计为框架     

探析立体印刷技术

立体印刷具有如同实物的立体感,在商品包装、产品广告、烟酒防伪商标上的应用日益扩大.文章主要对立体印刷的发展、原理、特点、印刷材料和印刷工艺进行分析,使读者对立体印刷技术有较深入的认识.     

Nanomaterial Patterning in 3D Printing

The synergistic integration of nanomaterials with 3D printing technologies can enable the creation of architecture and devices with an unprecedented level of functional integration. In particular, a multiscale 3D printing approach can seamlessly interweave nanomaterials with diverse classes of materials to impart, program, or modulate a wide range of functional properties in an otherwise passive 3D printed object. However, achieving such multiscale integration is challenging as it requires the ability to pattern, organize, or assemble nanomaterials in a 3D printing process. This review highlights the latest advances in the integration of nanomaterials with 3D printing, achieved by leveraging mechanical, electrical, magnetic, optical, or thermal phenomena. Ultimately, it is envisioned that such approaches can enable the creation of multifunctional constructs and devices that cannot be fabricated with conventional manufacturing approaches.     

3D Printing of Customized Drug Delivery Systems with Controlled Architecture via Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Polymerization

3D printing via reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization has been recently developed to expand the scope of 3D printing technologies. A potentially high-impact but relatively unexplored opportunity that can be provided by RAFT-mediated 3D printing is a pathway toward personalized medicine through manufacturing bespoke drug delivery systems (DDSs). Herein, 3D printing of drug-eluting systems with precise geometry, size, drug dosage, and release duration/profiles is reported. This is achieved through engineering a range of 3D models with precise interconnected channel-pore structure and geometric proportions in architectural patterns. Notably, the application of the RAFT process is crucial in manufacturing materials with highly resolved macroscale features by confining curing to exposure precincts. This approach also allows spatiotemporal control of the drug loading and compositions within different layers of the scaffolds. The ratio between the polyethylene glycol units and the acrylate units in the crosslinkers is found to be a critical factor, with a higher ratio increasing swelling capacity, and thus enhancing the drug release profile, from the drug-eluting systems. This proof-of-concept research demonstrates that RAFT-mediated 3D printing enables the production of personalized drug delivery materials, providing a pathway to replace the “one-size-fits-all” approach in traditional health care.