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3D打恿晳T。簬ьI(lǐng)人類探索各大領(lǐng)域的微觀世界

2020-11-26 11:43:14來源：儀表網(wǎng)關(guān)鍵詞：3D打印閱讀量：4117

　　【儀器網(wǎng) 材料化工】近日，在《ACS生物材料科學(xué)與工程》雜志上系統，一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)描述了他們?nèi)绾卫玫统杀镜?D打印機(jī)和磁共振掃描數(shù)據(jù)，制作出人類心臟的可變形全尺寸模擬物形式。換言之不斷完善，你可以把它拿在手里數字化，捏一下，會(huì)有非常真實(shí)的質(zhì)感基礎上；切開它，你能找到心房和心室保持競爭優勢。這種人工心臟的出現(xiàn)發展機遇，將有助于外科醫(yī)生在手術(shù)前更好地練習(xí)心臟手術(shù)法治力量，也可能終導(dǎo)致全功能3D打印心臟的出現(xiàn)，并為醫(yī)療設(shè)備開發(fā)商提供一個(gè)平臺(tái)優勢與挑戰，用來測(cè)試他們的產(chǎn)品。

　　3D打印人類心臟

　　3D打印的心臟是如何完成的呢趨勢？首先上高質量，他們對(duì)一顆真正的心臟進(jìn)行掃描，然后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成3D打印機(jī)可以讀取的格式深入交流。由于3D打印機(jī)的工作原理是一層一層地疊加材料，因此他們通過一個(gè)切片器程序來運(yùn)行3D圖像臺上與臺下。這臺(tái)3D打印機(jī)利用海藻酸鹽作為打印材料，這是一種從海藻中提取的黏糊糊的物質(zhì)品牌。研究人員之所以選擇海藻酸鹽深入開展，是因?yàn)槠涑杀据^低更為一致，而且與人類心臟組織的材料特性相似等形式。不過，這臺(tái)打印機(jī)并沒有像普通的3D打印機(jī)那樣將成品擠壓到空氣中研究與應用，而是將人工心臟擠壓到一個(gè)裝有支撐凝膠的容器中飛躍。

　　在以往的醫(yī)療實(shí)踐中全面協議，已經(jīng)有外科醫(yī)生在計(jì)劃手術(shù)前使用基于病人自身器官掃描的3D打印心臟重要部署。但這些人工心臟都是用舊的方法，由硬塑料制成智慧與合力。相比之下，這種新型海藻酸鹽心臟具有與真實(shí)組織相似的彈性開放要求。此外，該團(tuán)隊(duì)還使用同樣的技術(shù)3D打印了冠狀動(dòng)脈的一個(gè)單獨(dú)部分平臺建設，觀察它是否可以灌注貢獻力量，或者說能否攜帶血液更多可能性。果然，當(dāng)研究人員泵入假血時(shí)結構，這個(gè)人工動(dòng)脈并不會(huì)漏出液體多元化服務體系。范伯格表示，這是很重要的一步深度，我們?cè)絹碓浇咏_發(fā)出血管相互連接的人工心臟。利用這種心臟持續發展，外科醫(yī)生就可以在有血液流動(dòng)的情況下練習(xí)縫合動(dòng)脈促進善治。

　　3D打印的主要應(yīng)用領(lǐng)域

　　范圍內(nèi)的工業(yè)級(jí)3D打印應(yīng)用主要集中在交通運(yùn)輸、航空航天發揮效力、工業(yè)裝備新格局、消費(fèi)級(jí)電子產(chǎn)品、醫(yī)療五大領(lǐng)域安全鏈。3D打印在國內(nèi)的應(yīng)用來看，在航天領(lǐng)域厚積薄發(fā)科普活動，處于擴(kuò)大規(guī)模階段強化意識。在航空航天領(lǐng)域中，出于減重與強(qiáng)度要求現場，航空航天設(shè)備中復(fù)雜結(jié)構(gòu)件或大型異構(gòu)件的比例越來越高，而這正是3D打印的優(yōu)勢(shì)提單產。同時(shí)在航天領(lǐng)域，對(duì)于零件的性能要求的敏感度較高密度增加，對(duì)價(jià)格相對(duì)不敏感有效性，也有利于3D打印技術(shù)的采用機遇與挑戰。對(duì)于塑料件，由于目前3D打印材料種類集成技術、性能的限制，目前更多是在研發(fā)階段做試制更優美。金屬件由于成本高昂和生產(chǎn)效率較低，無法在大規(guī)模的批產(chǎn)件上使用成效與經驗，因此更多局限于車型的性能改進(jìn)零件堅實基礎。

　　在醫(yī)療領(lǐng)域稍有不慎，齒科已經(jīng)廣泛使用3D打印等地，金屬植入體的制造規(guī)模也在擴(kuò)大。醫(yī)療器具規定，特別是定制化醫(yī)療器具高質量，是十分匹配3D打印特點(diǎn)的一個(gè)領(lǐng)域，那些無力負(fù)擔(dān)傳統(tǒng)方法制作假肢的人現(xiàn)在可以擁有假肢趨勢，借助3D打印，可以精確制造假肢廣度和深度，而且成本也較低科技實力。

　　工業(yè)領(lǐng)域相對(duì)成規(guī)模的還是3D打印注塑模具應(yīng)用；其他各方面在此基礎上，更多的是使用3D打印在研發(fā)階段的樣件試制，以及一些手板件的打印確定性。每種技術(shù)都有自己的優(yōu)勢(shì)和局限更加廣闊，同時(shí)也會(huì)根據(jù)市場(chǎng)的需求調(diào)整自己的發(fā)展曲線非常完善，3D打印也是如此全面革新。如今，隨著3D打印技術(shù)的推廣和使用技術特點，并且被大多數(shù)國家和地區(qū)以及行業(yè)所接受和認(rèn)可發展邏輯。加上后續(xù)在設(shè)計(jì)思維上的轉(zhuǎn)變，材料種類的豐富註入了新的力量，技術(shù)成熟度的提升更多可能性，成本的下降，其會(huì)成為傳統(tǒng)的制造業(yè)中非常重要的一個(gè)補(bǔ)充結構，成為新興的生產(chǎn)行業(yè)和新興的生產(chǎn)技術(shù)高效，促進(jìn)傳統(tǒng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。

　　3D打印的發(fā)展方向

　　1.設(shè)備向大型化發(fā)展

　　縱觀航空航天高效節能、汽車制造以及核電制造等工業(yè)領(lǐng)域大局，對(duì)鈦合金有序推進、高強(qiáng)鋼、高溫合金以及鋁合金等大尺寸復(fù)雜精密構(gòu)件的制造提出了更高的要求組合運用。目前現(xiàn)有的金屬3D打印設(shè)備成形空間難以滿足大尺寸復(fù)雜精密工業(yè)產(chǎn)品的制造需求，在某種程度上制約了3D打印技術(shù)的應(yīng)用范圍充分。因此集聚，開發(fā)大幅面金屬3D打印設(shè)備將成為一個(gè)發(fā)展方向狀況。

　　2.材料向多元化發(fā)展

　　3D打印材料單一性在某種程度上也是制約了3D打印技術(shù)的發(fā)展。以金屬3D打印為例集成應用，能夠?qū)崿F(xiàn)打印的材料僅為不銹鋼不負眾望、高溫合金、鈦合金功能、模具鋼以及鋁合金等幾種為常規(guī)的材料解決。3D打印仍然需要不斷地開發(fā)新材料，使得3D打印材料向多元化發(fā)展結構，并能夠建立相應(yīng)的材料供應(yīng)體系經過，這必將極大地拓寬3D打印技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)合明確了方向。

　　3.從地面到太空

　　NASA是美國政府機(jī)構(gòu)中較早研究使用3D打印技術(shù)，已利用3D打印技術(shù)生產(chǎn)了用于執(zhí)行載人火星任務(wù)的太空探索飛行器的零部件便利性，并且探討在該飛行器上搭載小型3D打印設(shè)備，實(shí)現(xiàn)“太空制造”。“太空制造”是NASA在3D打印技術(shù)方向的重點(diǎn)投資領(lǐng)域自行開發。為實(shí)現(xiàn)“太空制造”應用情況，美國已在太空環(huán)境的3D打印設(shè)備組建、工藝及材料等領(lǐng)域開展了多個(gè)研究項(xiàng)目，并取得多項(xiàng)重要成果結論。

　　小編結(jié)語

　　隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展與成本的降低適應性強，3D打印技術(shù)走入千家萬戶不無可能。也許先進的解決方案，未來的某一天拓展，你便可以在家里給自己打印一雙鞋子宣講活動；也許，未來某一天更加廣闊，在你的車子里就放著一臺(tái)3D打印機(jī)發展，汽車的某個(gè)零件壞了保持穩定，便可以及時(shí)打印一個(gè)重新裝上。期待3D打印讓我們的生活越來越精彩面向！

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