3D打印又有新动向 近期国内外热门事件盘点
- 2016-01-25 08:01:537203
提起3D打印，你想到的还是公仔、人偶或者食品？这些的确将人们的视线吸引到了3D打印领域。然而，不幸的是这也将人们的视线局限到了3D打印的边缘。事实上工业、航空、汽车制造以及医疗生物等领域仍旧占据着3D打印应用主导地位，持续受到业内的广泛关注。自2015年之后，各大企业及研究机构开始重振旗鼓，研发新技术，开辟新市场，捕捉新应用以及创造新环境等，在新的一年里准备上演一场又一场激烈的“3D打印产业争夺战”。下面，就为各位罗列近期3D打印行业的新热点：
纳米3D打印开启新篇章
2015年10月，习主席获赠了由英国帝国理工学院的中国长城模型，它的真实规模是真实长城的百万分之一，这是一段只有100微米长的中国长城。这是由一种称为纳米3D打印的技术实现的，它是由三维激光直写系统通过超短的激光脉冲曝光，预先勾勒出三维立体微纳米结构的轮廓；再经过显影程序，终获得可自行支撑的立体结构固着于衬底材料上。它是基于选择性固化液体物质的3D打印技术，是双光子聚合技术，通过实用“飞秒脉冲激光”选择性逐层固化感光性树脂，打印机分辨率达到0.0001毫米，打印出来的东西比细菌还小。这种技术不但可以利用于制造纳米机器人，而且可以在医学上制造纳米工具，还能够应用在诸如细胞生物学（三维细胞生物支架）、组织工程学、光子－光半导体和材料、铸造－PDMS结构复制工程、光子线键－芯片互连技术、超材料－机械微晶结构、微桁架和微流控芯片等各种领域，可谓是潜力无限之大。
据悉，今年1月13日，爱尔兰政府也宣布了一项总额为2880万欧元的投资计划，该计划将投向21项下一代科学技术，而纳米3D打印技术成为了其中主要的目标对象之一。爱尔兰政府将汇集大量资源来寻求开发纳米3D打印技术，并着眼于与其相关的一系列应用，比如3D打印（智能）植入物等。
而随着纳米3D打印的兴起，纳米材料也成为关注话题。据预计，在2020年，3D打印粉末的市场规模将达到6.399亿美元，其中金属粉末在其中占据了主要位置。*的纳米结构粉末对超细的晶体结构要求高，纳米结构粉末可以显着改善物理化学机械性能，然而，因为低生产率和高材料成本，这些粉末的商业化仍然是非常困难的。目前已有以意大利公司为首的材料巨头企业开始从事研发纳米粉末材料的项目，目标是建立一个高能磨球试验工厂，为增材制造等高附加值制造业生产新型纳米粉体，所有这一切都是在为应用在日益受到重视的航空航天、汽车零件、国防和医疗行业，以及其他高附加值制造业如应用刀具等。
航空制造开始青睐3D打印
近日，为摆脱对国外火箭发射系统的依赖，美国空军向私人航天公司SpaceX与和OrbitalATK抛出了一份总价高达2.41亿美元的大合同。这两家公司将为空军研制*的火箭发动机原型，而3D打印技术将在其中扮演关键的角色。在过去的几年，各国军事部门和航空航天部门对于3D打印技术可谓是情有独钟，尤其是对于美国这样一个军事大国来说，用到3D打印技术的频率越来越高。他们曾在其埃塞克斯号航空母舰上安装了一台金属3D打印机，同时又分别为杜鲁门号航母和奇沙冶号航母各配备了一台3D打印设备，更有甚之，美国*武器供应商雷神公司对外宣称，他们已经使用了3D打印技术制作了制导武器的几乎所有组成部分，雷神公司的3D打印导弹未来可能就会出现在战场上。
作为第三次工业革命制造领域的典型代表技术，3D打印的发展时刻受到社会各界的广泛关注。特别是航空航天制造企业，不惜耗费大量财力、物力加大研发力度，以确保自己的技术优势。作为工业界皇冠上的璀璨明珠，航空航天制造领域集成了一个国家所有的高精尖技术，而金属3D打印技术作为一项全新的制造技术，其在军事领域以及航空航天领域的应用优势突出，主要表现在以下几个方面：1.缩短新型航空航天装备的研发周期；2.提高材料的利用率，节约昂贵的战略材料，降低制造成本；3.优化零件结构，减轻重量，增加使用寿命；4.零件的修复成型等各大优势。
据OrbitalATK发布的新消息称，他们已成功地在NASA兰利研究中心测试了3D打印超音速发动机燃烧室。不仅测试分析结果确认达到甚至超出性能要求，3D打印的超音速发动机燃烧室也被证明是能够承受长持续时间的风洞试验记录的一款燃烧室，相信他们不久之后就会有更加前沿性的进展。
《3D打印与医疗行业白皮书·2016》发布
国内医疗行业对3D打印技术的应用始于上世界80年代后期，初主要用于快速制造3D医疗模型，在当时，3D打印技术主要用来帮助医生与患者沟通、准确判断病情以及进行手术规划。可以说，我国在医疗行业对于3D打印技术应用的探索起源已久，并伴随着3D打印技术的发展走向深入。
而近些年伴随着3D打印技术的发展和化、个性化医疗需求的增长，3D打印技术在医疗行业的应用也持续深入，逐渐用于直接制造骨科植入物、定制化的助听器外壳和假肢；制造缓释药物；研发可移植的人体的器官和组织；规划外科手术方案，提高成功率；骨科植入物产品；义齿加工领域；更前沿的还有－3D打印活体组织等。
随着3D打印技术不断走向成熟，范围内，各国纷纷将3D打印技术放在战略角度，积极探索技术开发前沿，布局产业链上下游无缝衔接的生态圈，并在教育领域做出人才培养计划等一系列准备。在此背景下，上海产业技术研究院出版了《3D打印与医疗行业白皮书·2016》。如*院士戴尅戎院士在本书前言所提到的：《3D打印与医疗行业白皮书》收集了3D打印在医学领域应用的一些实例和发展路径，供相关的工程、医学、信息、材料、制造、企业、市场、管理及多个领域的基础研究工作者参考，为了解应用新技术、促进不同领域的交叉融合、攻克疑难病症、造福患者带来希望。希望读者可以从本书中得到一些启发和收获，利用3D打印技术提升医疗、服务水平，让病人减轻甚至免于承受疾病带来的痛苦，避免失能和减少受到生命威胁。
生物3D打印细胞正式商业化
目前还有很多人不清楚什么是生物3D打印，但这并不能阻止此项技术正式走向商业化。近期，美国生物3D打印企业——Organovo宣布正式成立商业部，专注于提供3D打印人类肝脏细胞。此前，该公司曾和耶鲁大学医学院合作开发用于器官移植研究的3D打印组织，制作出了一个3D打印肝脏，可以用来检测药物的毒性，为生物3D打印开启了一扇全新的大门。
而在生物3D打印研究中，*的材料就是人体细胞。为此，Organovo专门成立了这个商业部，旨在为体内外研究应用提供高质量的初始人体肝脏细胞。除此之外，从上个月以来，几乎整个生物工程领域的股票都出现了暴跌，Organovo的情况也不太乐观。显然，该公司还想通过这次商业部的成立实现产业链优化，保证有足够的营运开支用于细胞采购。人类肝脏包含的细胞有多种，目前有一小部分可以通过3D打印制造出来，不过Organovo目前只计划将肝星形细胞商业化。因为这种细胞在肝脏受到损伤后会变得活跃起来并且迅速繁殖，产生瘢痕组织；相反，在健康的肝脏中，它们则处于休眠状态，而且这种细胞也是导致肝病的主要因素之一，比如脂肪肝、纤维变性。
通过Organovo这一代表性企业的举措我们能够猜测，日后提供商业化服务的同类公司肯定会越来越多。从某一程度上来说，这对生命医学研究有着积极的影响。当然，3D打印人体肝脏细胞只是Organovo宏伟目标的一小步，和众多奋战在该领域的研究人员一样，他们的终目的是通过3D打印实现器官移植，真正为人类医学做出贡献。
苏黎世联邦理工学院打印人体器官成功
世界理工大学苏黎世联邦理工学院近研发了一项新的3D生物打印技术，其优势是能够帮助把外科移植手术的负面性影响降到低。不过这主要是通过在病人身上提取出他们自身的组织细胞在培养皿中培养之后并进行3D打印。该团队利用了该校健康科学与技术系的软骨组织工程和再生组织实验室的3D生物打印技术，并通过生物聚合物和软骨细胞打造了一只耳朵和鼻子。该打印机拥有一个支持8根注射器的转轮，每根注射器都会装有相应的生物材料。工作人员通过计算机控制打印机，并根据系统操作在机床上一层层打印出一个软骨鼻子，这大概需要16分钟。
团队利用该校健康科学与技术系的软骨组织工程和再生组织实验室的3D生物打印技术，并通过生物聚合物和软骨细胞打造了一只耳朵和鼻子。该打印机拥有一个支持8根注射器的转轮，每根注射器都会装有相应的生物材料。工作人员通过计算机控制打印机，并根据系统操作在机床上一层层打印出一个软骨鼻子，而且打印所需时间也非常短。该技术的好处不言而喻，比如在移植之后不会有免疫排斥现象，毕竟都是来自本体的血肉。而且这个假体不像现在的金属植入，它会与本体融合在一起。这种移植手术对有缺陷的儿童来说特别有利。
3D打印枪泛滥美国政府无计可施
近日，美国持续引发的枪击案将美国对于枪支管控的话题推向舆论高潮。据悉，美国总统奥巴马当地时间1月5日在白宫举行发布会，宣布将采取系列行政措施遏制枪支暴力。对近期国内连续的枪击案件表示强烈谴责并在提及2012年康涅狄格州纽敦桑迪胡克小学枪击案时潸然泪下，该枪击案造成20名学童死亡。
据了解，美国人口大约有3亿，持枪量也过了3亿，而该国的枪击事件也频频发生。一直以来，管控枪支甚至禁枪的言论都不绝于耳，在奥巴马之前，克林顿也是管控枪支的拥护者，但是想要在这样一个宣扬民主的国家实施相关政策却并不容易，枪支管制在美国难以推行。特别是3D打印枪支正式问世之后，美国联邦*就密切关注此事，而首支3D打印枪械的设计者CodyWilson也因此被控告到美国*，此事闹得沸沸扬扬，但截至目前为止，此案依旧没有结果，事态的走势扑朔迷离，无法预料。不过可以确定的是，如果奥巴马政府此次枪管法令如果能顺利进行，该案恐怕会受到一定的影响，3D打印枪支的命运也会再次迎来挑战。
但很多创客对此表示很不满，比如上述的CodyWilson，认为3D打印枪支并不违法，相关管理举措侵犯了他们的自由。但也有一些公众认为，3D打印枪支也具有相当的伤害值，适当的管控是必要的。所以，3D打印枪支案件仍将持续进行下去，毕竟枪支管控对于美国这一高度自由化的国家已是十分不易，更何况加上了个3D打印？