一、航空航天領（lǐng）域

 

　　現如今隨著科技的發展，3D打印在各個領域（yù）扮演著越來越重要的（de）角色，誰也不會想到3D打印技術是未來的一大發（fā）展趨勢，很多年前的我們更是無法想象。而在剛剛過去的（de）2016年中，通過使用3D打印技術的（de）而生的製造品（pǐn），再次刷新了我們的認知。在新年伊始之際（jì），不如讓我們來看看去年3D打印在（zài）航空航天、汽車、生物醫藥及建築行業四大領域（yù）都出現了（le）哪些新突破應用吧。

 

 

航（háng）空航天領（lǐng）域

　　俄羅斯（sī）發射首顆3D打印的立方體衛星

 

　　2016年的（de）3月31日（rì）俄羅（luó）斯首個3D打印的立方體衛（wèi）星（CubeSat）Tomsk-TPU-120，搭載一枚進步MS-2火箭進入國（guó）際空間站，並由空間站上的宇（yǔ）航員（yuán）通過太（tài）空行走將其放置在一個400公裏高的軌道上。

 

 

　　突（tū）破之處：這顆Tomsk-TPU-120衛星的外殼是使用經俄羅斯宇航局（ROSCOSMOS）批準（zhǔn）的材料3D打印而成的。它（tā）的大部（bù）分部件都是塑（sù）料材料打印而成（chéng）的。除此之外，其電池組的外殼（ké）也（yě）是用氧化鋯陶瓷材料3D打印而成的，這也是世界首次。

 

　　世界首架（jià）3D打印（yìn）鋁製FPV競速無（wú）人機

 

　　2016年（nián）3月澳洲一家名為Fusion Imaging的（de）公司，在知名在線3D打印服務平台Shapeways的幫助下，使用鋁質材料3D打印出了一家無人機，其飛（fēi）行時速接近90英裏（144公（gōng）裏）每小時。

 

 

　　突破之（zhī）處：這架（jià）強大的無人機的動力輸出（chū）主要依賴（lài）於Lumenier 2206電（diàn）機（jī）。其3D打印的鋁（lǚ）金屬臂非常輕盈，不僅起到了保護電（diàn）線和電池（chí）的作用，而且散熱性能也非常好。眾所周知，鋁是一種在航（háng）空領域非常（cháng）受歡迎的金屬材料，它的重量像塑料那樣輕，但是強度卻高得多。在（zài）這次3D打印製造的無人機中，使用了（le）直接金屬激光熔融（DMLS）工藝用激光逐（zhú）層熔化鋁質粉（fěn）末（mò）而成。因（yīn）此該無人機在機械指標上要高於一般的3D打印無人機。鋁材在震動這方麵表現得非常出色。從某（mǒu）種（zhǒng）角度看，它比碳纖維更好。在快速運動（dòng）過程中，它產（chǎn）生的螺旋槳渦流要少得多。

 

　　洲際導彈3D打印部件的飛行測試（shì）

 

　　軍工巨頭洛克希德·馬丁（dīng）公司，在2016年3月（yuè）14日至16日，對（duì）其首個用在彈（dàn）道導彈上麵的3D打印部件進行了測試發射（shè），這（zhè）次測試發射總共使用了三枚未裝戰鬥部的三叉戟II D5艦隊彈道（dào）導彈，並從大西洋水下的戰略核（hé）潛艇上發射升空。

 

 

　　突破之處：此次測試的（de）3D打印部件是一個“連接器後殼”，這件僅有1英寸（2.5厘米）寬的（de）連接器後殼在3D打印時，先由3D打印機在打印床上鋪設一層薄薄的鋁合（hé）金（jīn）粉末，然（rán）後高溫的激光或電子（zǐ）束在計算機（jī）的引導下（xià）融化指定區域的粉末，然後機器又鋪（pù）上了另外一層粉末，這個過程不斷重複，直至3D對象（xiàng）被打印完成為止。在此之後，生（shēng）產者所需要做的就是吹（chuī）去多餘的粉末，並進行平滑處理和拋光。該工藝主（zhǔ）要可以減少材料浪費，且（qiě）生產周期與常（cháng）規方法相比被縮減了一半。

 

　　空客接（jiē）收首批帶3D打印燃油噴嘴的LEAP發（fā）動機成品

 

　　2016年（nián）4月2日，歐洲飛機製造商空中客車公司接收了第一批兩台LEAP-1A發動機，這款發動機將用於空客下一代的A320neo客機。

 

 

　　突破之處：LEAP是第一款采用了3D打印燃料噴（pēn）嘴的飛機發動機，該燃料噴嘴在3D打印使使用的材料是一種超級合金，除此之外，LEAP發動機上還（hái）使用了完全用碳複合材料製成的風扇葉片，以及使用又（yòu）輕又耐高溫的陶瓷基複合材料（liào）（CMC）製成的零部件等。這些新（xīn）技（jì）術使得LEAP的燃油效率比CFM之前最好的發動機還要高15%，並（bìng）且減少了（le）其碳排放量。

 

 

二、汽車領域

 

汽車領域

　　瑞典車商用（yòng）3D打印技術製造世（shì）界最快汽車

 

　　瑞典跑（pǎo）車製造商Koenigsegg（科尼（ní）塞克）推出了一款名為One:1的超（chāo）級汽車。One:1將是“世界上第一輛巨汽車（megacar）”。它還是全球第一款功率重量比達到（dào）1：1的量產車——它的重量為1340公斤並產生1322bhp（1340公製馬力），超過了當前的吉尼斯世界紀錄：1184bhp的布（bù）加迪威龍Super Sport。 

 

 

　　突（tū）破之處：One:1使用了3D打印的可變（biàn）渦輪（lún）外殼，以提高響應和低端扭矩。該（gāi）公司還3D打印了鈦（tài）合金排氣尾（wěi）端件，節省了14盎司重量。另（lìng）外的減量措（cuò）施包括使用高模量纖維（wéi）製成的碳纖維底盤，使其重量減輕了20%。由於鈦合金排氣尾端件比較（jiào）大，使用3D打印技術（shù）花了整整三天才（cái）完成。對於量產（chǎn）車而言，這樣的生產效率是非常（cháng）低了，但它不僅減輕了重量，而且隻需生（shēng）產6件這麽複雜的（de）零（líng）件（jiàn）。3D打印實現了設計師們想要（yào）的形（xíng）狀，而且讓（ràng）工作流程（chéng）變得可控。  

 

　　Local Motors推出世界首輛3D打印電動公交車

 

　　2016年6月16日（rì），來自（zì）美國亞利桑那州的3D打印汽車公司Local Motors推（tuī）出了一輛（liàng）3D打印的自動駕駛電動公交車Olli，而且這輛車的一部分是可回收的。這是的一輛（liàng）使用了IBM Watson的針（zhēn）對汽車的集中認知學習平台的汽車。

 

 

　　突破之（zhī）處：Olli的3D打印汽車外殼（ké）下麵安裝的是世界上最先（xiān）進的汽車技術，包括（kuò）IBM的Watson Internet of Things for Automotive，這是一個基於雲計算的計算係統，可以通過置入車內的超過30個傳感器分析並學習收集到的大量交通數據。得益於Local Motors的開放式汽（qì）車開發流程，這些傳感器可以根據乘客的需要和當地的特點進行 調（diào）整（zhěng）。此外，這個係統還提供了專門的API（語音到文本、自然語言分類器、實體抽取和文本到語（yǔ）音等）用於為這（zhè）輛班（bān）車創建很多有用的特性。

 

　　奧迪計（jì）劃3D打印（yìn）部件用在成品汽車上

 

　　全球著名汽車製造商奧迪公司（sī）一貫標榜自己的（de）先進科技，該公（gōng）司的口號是“科（kē）技領導創新（Vorsprung durch Technik）”。顯然他們在3D打印技術的應用（yòng）上也不落人後，奧迪公司使用金屬3D打印技術（shù）製造複雜金屬部件，並將其安裝（zhuāng）在成品汽車上。

 

 

　　突（tū）破之處：奧（ào）迪公司使用金屬3D打印工藝是那些具有複雜幾何形狀的零部件的理想選擇，像這樣的部件如果使（shǐ）用傳統製造手段，比如鑄造，往往費時而（ér）且昂貴。而且這種3D打印部（bù）件（jiàn）使用的是非（fēi）常精細的鋼鐵或者鋁質金屬粉末（mò），其顆粒尺寸不到人類發絲（sī）的一半，因（yīn）此其致密度也要比鑄造出來的部件大。

 

　　Kabuku攜手（shǒu）本（běn）田打造出日本首輛3D打印汽車

 

　　2016年10月，日本3D打印公司Kabuku和著名車商本（běn）田公司合作，為該國糖果公司豐島屋（Toshimaya）3D打印了一輛（liàng）很小的運輸車。據悉這也（yě）是日本第一輛全3D打印的汽車。

 

 

　　突（tū）破（pò）之處：依靠其大規模定製解（jiě）決方案和快速3D設計平台，僅僅用了兩個就打造（zào）出（chū）了這（zhè）款車，與傳統製造的微型車（chē）相比，不（bú）僅更快、成本更低，而且非常適合用於（yú）快遞業務。

 

　　EOS攜手威廉姆斯車（chē）隊將3D打印帶入F1賽場

 

　　工業級3D打（dǎ）印機生產商EOS與一級方程式（F1）賽車領域中大名鼎鼎的威（wēi）廉姆斯（Williams）車（chē）隊合作，此次合作將使EOS 和威廉姆斯車隊向F1世界充分展示3D打印技（jì）術的力量，同時也有助於3D打（dǎ）印技術在汽車、軍工、航空航天和能源部門的轉化。

 

 

　　突破之處：3D打印（yìn）機已經融入威廉姆斯的（de）標準生產（chǎn）過程中。其工程公（gōng）司主（zhǔ）要（yào）使用兩種EOS高分子（zǐ）材料，主（zhǔ）要用於（yú）創建可用於功（gōng）能測試（shì）的穩定（dìng）部件，比如發動（dòng）機輔助設備、完整的齒輪（lún）箱部件的實物模型、到用於層壓製造的鑽（zuàn）模和（hé）夾具等；而另一方麵則用於生產（chǎn）F1賽車（chē）上的零部件，隻不過為了提升強度，還需要結合複（fù）合材料（liào）層合板。

 

三、生物（wù）醫藥

 

生物醫藥（yào）

　　英國科學家開發（fā）出能替代軟骨的可3D打印生物玻璃

 

　　來自倫敦（dūn）帝國學院（Imperial College London）和Milano-Bicocca大學的研究人員們已經開發出一種生物玻璃材料可以模擬真正軟骨組織的減震和承重性。它可以通過特定的配方來表現出（chū）不（bú）同的特性（xìng）。科學家們希望能夠用它來（lái）開發植入物以取代椎骨之間受損的軟骨盤。

 

 

 

　　突破之處：生物玻璃是由矽和（hé）一種叫做聚己內酯的（de）聚合物組（zǔ）成的。它能夠（gòu）表現出類似軟骨的屬性，包括柔軟（ruǎn）、強韌、耐久而具彈性。它可以通過（guò）一種可生物降解的墨水形式生成，使（shǐ）得研究人員可以將其3D打印成某種特定的結構以促進軟骨細胞在關節內的（de）形成和生長——類似於它們在試管中所表（biǎo）現出（chū）的那樣。另外，當受到（dào）損傷時（shí），它還顯示出自愈的特性，這（zhè）一特性（xìng）使其很適合用作可（kě）靠的植入（rù）物，而且當它以墨水的形式存在時更容易3D打印（yìn）。

 

　　可被人體吸收（shōu）的（de）3D打印聚合物顱骨植入物（wù）

 

　　來自莫斯科國立科技大學（National University of Science and Technology，MISIS）的研究人員推出了一種新（xīn）的3D打印骨植入物。該植入物是專門針對顱骨（gǔ）損傷（shāng）而研發的，可（kě）慢慢地被人體吸收並被天然骨組織（zhī）取代。

 

 

　　突破之處：在顱骨手術（shù）領域，這是一個重大的進步。最重要的是，由於一種巧妙的形狀記（jì）憶收縮和（hé）增長工藝，植入物能與患者的顱骨實現完美的吻合。在根據特（tè）定的（de）患者參數進行3D打印後，植入物收（shōu）縮（suō）至其原始尺（chǐ）寸的一（yī）半左右。手術期間，它被加熱並再次獲得其原始形狀（zhuàng）和尺寸，這樣就確保了（le）植入（rù）物能完全貼合患（huàn）者的（de）顱骨（gǔ）或下頜。

 

　　華裔科學家開發3D打印（yìn）聚合物支架治療食道癌

 

　　所有形式的癌症都是可（kě）怕的，但是（shì）食管癌尤其是患者的噩夢，它會讓患者（zhě）非常痛苦，是全世界第八（bā）常見的癌症，而（ér）且是最（zuì）難治療的癌症之一。佛羅裏達大西洋（yáng）大（dà）學（FAU，Florida Atlantic University）康雲清博士正在（zài）開發一種可（kě）生物（wù）降解的3D打印聚合（hé）物支架。該3D打印支架（jià）將作為食管癌（ái）的治療藥物傳遞（dì）係統，並可減少並發症的發生。

 

 

　　突破之處：在（zài）食道癌的治療中，通過手術植入金屬網狀支（zhī）架是一個比較常見的治療方式（shì），但是這可能會導致讓人痛苦的並發症，比如出血、胸痛、穿孔（kǒng）和（hé）腫瘤生長（zhǎng）等。然而3D打印支架是用可生物降（jiàng）解聚合物（wù）製成（chéng）的，它們會在通過手術放入病人你（nǐ）的食道中（zhōng）後（hòu）逐步溶解、消失。治（zhì）療完成後，也不需要外科醫生再通過手術移（yí）除支架（jià），會使患者在治療過程中更加舒服。

 

　　科學家（jiā）製造出可打印器官組織的3D打印機

 

　　2016年2月，來自美國北（běi）卡羅萊納州維克森林大學（Wake Forest University）再生醫學研（yán）究所的科學家們稱，他們已經創建了（le）一台可以製（zhì）造器官、組（zǔ）織和骨骼的3D打印機，理論上，這些打印出來的器（qì）官、組織和骨骼能夠直接（jiē）植入人體。

 

 

　　突破之處：維（wéi）克森林大學的開發（fā）的這台3D打印機的結構使得它能夠打印出可以容納血（xuè）管的組織，這意味著它們可以獲得細胞（bāo）生（shēng）存（cún）所需要的氧氣和營養。這款集成的組織器官打印機的發展方向是為人體的應用製造組織，以（yǐ）及打造出更加複雜的組織和器官，3D打印出（chū）來的產品沒有（yǒu）壞死或組織中細（xì）胞死亡的跡象。

 

　　突破性的（de）3D打印幹（gàn）細胞移（yí）植（zhí）手術（shù）在猴子體內完（wán）成

 

　　目（mù）前，3D打（dǎ）印可移植人（rén）體器官已成為現實。不（bú）過一些3D打（dǎ）印（yìn）的可移（yí）植（zhí）器官還需要進（jìn）行一些（xiē）必要的評估和測試。我（wǒ）國的科學家在幹細胞生（shēng）物技術已經（jīng）取得了重大突破，他們見證了植入30隻猴子（zǐ）中的3D打印幹細胞移（yí）植物（wù）的血管（guǎn）組織再生。

 

 

 

　　突破之處：手（shǒu）術後2天，3D生物打印的血管開始（shǐ）與恒河猴自己的（de）腹主動脈（mò）合並，並且這個合並過程在短短一個月內就完成了。在密切（qiē）監測猴子的健康的幾個月後，3D打印的血管與猴子自己的腹主動脈無異。此（cǐ）外，手（shǒu）術後就不需要除抗凝劑之外的治療了。這項在突破在3D生物打印領域（yù）是一個大新聞，是（shì）人造人體器官（guān）組織的裏程碑。

 

四、建築行業

 

建築行（háng）業

　　世界首座全功（gōng）能的3D打印辦公樓在迪拜落成

 

　　2016年5月迪拜第一個全（quán）功（gōng）能的3D打印建築，同時也是世界上首個3D打印辦公室的落成。這座建在阿聯酋大廈（Emirates Towers）旁的獨特建築將成為迪拜未來基（jī）金會的臨時辦公室（shì）。

 

 

　　突（tū）破之處：這座世界上首（shǒu）個3D打印的辦公室空間占地（dì）250平方米，由一種特殊的水泥混（hún）合（hé）物（wù）和一套建築（zhù）材料建成（chéng），為了安全起見，建築的外（wài）觀被設計為弧狀，這樣可以確保建築的穩定性。施工方（fāng）使（shǐ）用了（le）一台20英尺高、120英尺深和40英尺寬的3D打印機。該打（dǎ）印機使用自（zì）動化的機械（xiè）臂來實現打（dǎ）印過程。值得一提的（de）是這座建築隻用了17天的時間就打印完成。

 

　　荷蘭混凝土3D打印技術公司推出可3D打印建築的砂（shā）漿

 

　　荷蘭混凝土3D打印技術公司CyBe Additive Industries宣布，該公司的可3D打印砂漿（jiāng）已經研發（fā）完成，目標是將這（zhè）種技術引入歐（ōu）洲所有的建築工地。

 

 

　　突破之處：特製（zhì）的砂漿“線材”可（kě）以在幾分鍾內形成具有承載力的結構，從而有望大大加快構建速度，並在24小時內完成水泥的水化過程（chéng）。與此同時他們特製的砂漿在製造過程中產生的二氧化碳比普（pǔ）通混（hún）凝土更少。

 

　　拉法（fǎ）基（jī）豪瑞聯合XtreeE打造出歐洲首個3D打印建築承重件

 

　　建築（zhù）巨頭拉法基豪瑞（LafargeHolcim）公（gōng）司與來自法（fǎ）國的初創公司XtreeE攜手，成功打造出了歐（ōu）洲第（dì）一（yī）個3D打印混（hún）凝土承（chéng）重結構件。並將其用（yòng）於支（zhī）撐普羅旺斯地區艾（ài）克斯中學（xué）操場上的一個（gè）屋頂。該承重柱（空心並填充了一種高性（xìng）能（néng）纖維增（zēng）強水（shuǐ）泥基複合材料Ductal，由Fehr Architectural組裝）也是（shì）歐洲的首個3D打印的混（hún）凝土結構件。

 

 

　　突破之處：3D打印技術是（shì）一種能夠（gòu）以高速度和合理（lǐ）的成本實現複雜建築結構的工具（jù）。此技術（shù）將推廣到三個特定的細分市場：高附加值建築結構、個性化經濟住宅、預製建築構（gòu）件的製造。

 

　　伊朗用3D掃描和打印技術修（xiū）複曆史古跡

 

　　在當今的世界裏，將先進的（de）掃描方法（fǎ）和3D打印（yìn）技術用於古跡（jì）和名勝的恢複以及複製已經受到了各地很多博物館和文化中心（xīn）的關注。伊朗便使用3D打印和掃描技術在規劃修複（fù）該國的一些最具曆史意（yì）義的古跡，並（bìng）創建出精確的複製品。

 

 

　　突破之處：恢複和保存最古老的雕像、古跡和建（jiàn）築對於伊朗來（lái）說並不是新鮮事務，該國的文化遺產和（hé）旅遊（yóu）組織長期以來一直就將其作為自己的主要優先事務。而現在，得益（yì）於3D掃描和打印技術這樣的先進技術的（de）應用，無疑會加強對文物的保護（hù）力度。

 

　　知名建築（zhù）師（shī）事務（wù）所DUS 3D打印（yìn）8平（píng）米城市小屋

 

　　荷蘭建築師（shī）事務（wù）所（suǒ）DUS Architects 在阿姆斯特丹的一個廢棄工業（yè）區內3D打印了一座獨特的小屋以及一個浴缸，該3D打印小屋結構緊湊且易於打印，體積為25立方米。它的牆壁十分特別，有一個不（bú）同尋常的帶有內部蜂窩結構的幾何（hé）牆結構。 DUS想借此表（biǎo）達我們如何可以為那些突（tū）遭災害以（yǐ）及那些真（zhēn）正（zhèng）需要一個暫時容身之地的人創造（zào）出一個臨時住房。

 

 

　　突破之處：3D打印技術特別適用於為災區建造小型臨時住所。使用完後，建造小屋的生物材料可以被徹底粉碎，然後能被用來再（zài）次打印新設計。小屋和浴缸都（dōu）是用生物（wù）塑料（liào）打印的，非常易於循環再利用。這些生物塑料既可以轉變成新的3D打印線材，也可以（yǐ）被簡單地就地銷毀。因此（cǐ），當災害發生在偏遠地區時，這是一個寶貴的潛在解決方案。

 

　　寫在最後：隨著科技的（de）發展以（yǐ）及人們生活質量的提高，更優越的產物逐漸麵試，其中3D打印的產物便是其中之一。近年來（lái）3D打印技術以突飛猛進的發展方式（shì），越加（jiā）成熟，其實不僅在生物醫（yī）療、汽車、航空航天以及建築行業有所突破，現如今3D打印技術更多的是麵向於（yú）全方（fāng）麵發展，我想在未（wèi）來的幾年時間內，在食品、製造業等更多的行業內，會看到更多3D打印技術的成果，不難想象，在未來我們生活的世界內，我（wǒ）們所使用的（de）、食用的、乘坐（zuò）的（de）等（děng）等事物（wù），都會有3D打印技術的影子。(PConline)