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2016年全球3D打印技术进程解析

政府采购信息网作者：发布于：2017-02-04 10:11:45 来源：新材料在线

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　　2017年想必将会是3D打印发展关键年，而回顾2016年，各国技术突破方面又有什么样的进展来迎接2017年的市场机遇呢？

　　3D打印国际十大创新

　　1、瑞士科学家3D打印金银纳米墙可制造更高性能触摸屏

　　触摸屏是我们的生活中不可缺少的一种产品，而触摸屏技术是依靠喷涂在设备表面的微型导电电极实现的。这种肉眼几乎看不到的电极是由导电材料制成的纳米墙组成的，而目前最常用的材料是氧化铟锡。它的透明度很高，但导电性较差。

　　苏黎世联邦理工大学（ETH）采用“纳米液滴”3D打印来进行创新制造，这种方法能够以金、银纳米颗粒为原料3D打印出超薄的“纳米墙”，从而制造出从未有过的透明导电电极，最终创造出画面质量更好、响应更精准的触摸屏。

　　目前，研究者们已经利用该技术成功3D打印出了厚度在80-500纳米之间的超薄电极层。

　　2、从树脂到陶瓷，加州高温陶瓷3D打印技术

　　位于加利福尼亚州Malibu的HRL实验室发明了可兼容与光固化/3D打印的树脂配方，由硅、氮和氧组成，在一台3D打印机内用一束紫外线照射这种树脂，会使其变硬，生成致密的陶瓷部件。

　　这是一个惊人的突破，因为它使能够产生任意多边形陶瓷部件，强大且无温度弹性，陶瓷表面无任何加工，不需铸造或嵌塞，这种密度泡沫陶瓷可以在推进零部件、热防护系统、多孔燃烧器、微机电系统和电子设备获得应用。

　　3、麻省理工制作激光雷达芯片，3D扫描历史将彻底改写

　　当前市场上大多数激光雷达系统（包括自动驾驶汽车上所安装的雷达系统）使用的是离散自由空间光学元件，包括激光器、镜头和外部接收器。在这些硬件组合中，激光在震荡的同时旋转，这使得其扫描范围和复杂程度受到限制。并且成本从1000美元到70000美元不等。

　　来自麻省理工学院的研究人员正在300毫米的晶圆上生产激光雷达芯片，且其成本不到10美元。最重要的是，在这个设备中的非机械光束转向比目前所实现的机械激光雷达系统的速度快1000倍。

　　4、麻省理工博士3D打印Cilllia毛发，将对智能设计产生巨大影响

　　这次麻省理工发明的是像神经一样敏感的Cilllia毛发设计平台，灵感来自于自然界动物以及人类的毛发。

　　Cilllia毛发是通过光敏树脂固化的技术打印出来的，通过将3D打印的精度控制到极其细微的程度，将这些毛发获得微观结构的“可编程”，这样毛发就展现了像具有神经一样的对压力和对声音的敏感度，并伴随着外界的刺激发生弯曲改变。

　　5、像“生长”出来的3D打印军用无人机

　　英国的格拉斯哥大学及防务公司BAE Systems的研发团队共同研发合作的3D打印军用无人机Chemputer计划，这款3D打印机可以在短短几天之内从无到有“生长”出高度先进的定制化无人机。

　　其实这是一款能够在分子水平上进行构建的3D打印机，能够“生长”出从机翼到电子系统在内的所有部件。Chemputer打印无人机的设想是功能性强，飞行速度快，超高高度以及快速反应，目的是要克服今天的军事环境的生产限制。

　　6、3D打印制备离子交换膜的技术

　　美国宾西法利亚州立大学的研究人员利用光固化和三维打印技术来制备微纹理的阴离子交换膜，此技术可以灵活而快速的在离子交换膜表面打印各种3D图案，以提高性能。

　　这种3D打印技术与当前常见的SLA（光固化）3D打印技术类似，打印材料是可光固化的离子聚合物混合物，当该混合物暴露在一台光投影仪之下的时候，3D打印机将设计好的图案投射并选择性地固化在其表面上。表面图案能够增加膜的电导率多达1—3个数量级（factor）。

　　7、迪士尼近瞬时树脂打印技术

　　迪士尼申请了名为“Near Instantaneous Object Printing Using a Photo-Curing Liquid”（液体光敏树脂的近瞬时打印技术）。

　　迪士尼的3D打印技术绕过层层扫描固化的生产方法，而是通过一个或更多的光源将三维模型“注入”液态树脂内。几乎在瞬时间，三维模型就被固化出来，而以往层层生产这样的产品需要几个小时，现在变为几分钟。

　　8、用于非常复杂部件打印的德国Fraunhofer多材料打印技术

　　德国Fraunhofer研究所和IKTS系统研究所研发了一项3D打印新技术，不仅可以打印骨科植入物、假牙、手术工具等医疗产品，还可以打印微反应器这样非常复杂、微小部件。

　　Fraunhofer研究所研发的这项3D打印技术可打印的材料是陶瓷或金属粉末悬浮液。陶瓷或金属粉末被混合在一种低熔点的热塑性粘合剂中，热塑性粘合剂在80摄氏度时就会融化成为液体。在打印过程中，打印机的电性温度熔化了粘合剂，并混合着陶瓷或金属粉末材料以液滴的形式被沉积下来。沉积后液滴迅速冷却变硬，三维对象就这样被点对点逐渐打印出来。

　　9、波音悬浮式3D打印技术

　　波音公司开发出一种悬浮式3D打印技术，在没有任何实体打印平台的情况下，实现360度无死角操作，并成功获批专利。

　　该技术的优势在于：完全突破对形状的限制，实现更加复杂零部件的整体3D打印。而且，该技术采用多个3D打印机同时在不同方向一起工作，可打印出各种功能产品，并显著提高打印速度。打印出的材料具有抗磁性，经过超级冷却之后能变成超导体。

　　10，哈佛大学3D打印带血管的人工组织

　　哈佛大学获得最新的突破，可以打印出维持生物学功能的并可以存活超过六个星期的组织。

　　研究人员将包含细胞外基质的墨水填充进模具。最终培养出内部充满毛细血管的人工组织。研究人员通过硅胶模具两端的出入口向该组织输入营养物质，以保证细胞存活。人工血管将通过将细胞生长因子运送至整个人工组织，促进干细胞的定向分化，从而形成更厚的组织。

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