3D打印简介

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创建于2023-10-27
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3D打印(3DP)即快速成型技术的一种,又称增材制造 [1],它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品的直接制造,已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车,航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。 [2]2019年1月14日,美国加州大学圣迭戈分校首次利用快速3D打印技术,制造出模仿中枢神经系统结构的脊髓支架,成功帮助大鼠恢复了运动功能。 [3]2020年5月5日,中国首飞成功的长征五号B运载火箭上,搭载着“3D打印机”。这是中国首次太空3D打印实验,也是国际上第一次在太空中开展连续纤维增强复合材料的3D打印实验。  

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3D打印技术出现在20世纪90年代中期,实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同,打印机内装有液体或粉末等“打印材料”,与电脑连接后,通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。这打印技术称为3D立体打印技术。

    1986年,美国科学家Charles Hull开发了第一台商业3D印刷机。

    1993年,麻省理工学院获3D印刷技术专利。

    1995年,美国ZCorp公司从麻省理工学院获得唯一授权并开始开发3D打印机。

    2005年,市场上首个高清晰彩色3D打印机Spectrum Z510由ZCorp公司研制成功。

    2010年11月,美国Jim Kor团队打造出世界上第一辆由3D打印机打印而成的汽车Urbee问世。 [7]

    

打造3D打印汽车的Jim Kor团队成员 [8]

2011年6月6日,发布了全球第一款3D打印的比基尼。

    2011年7月,英国研究人员开发出世界上第一台3D巧克力打印机。

    2011年8月,南安普敦大学的工程师们开发出世界上第一架3D打印的飞机。

    2012年11月,苏格兰科学家利用人体细胞首次用3D打印机打印出人造肝脏组织。 [9]

    2013年10月,全球首次成功拍卖一款名为“ONO之神”的3D打印艺术品。

    2013年11月,美国德克萨斯州奥斯汀的3D打印公司“固体概念”(SolidConcepts)设计制造出3D打印金属手枪。 [10]

    2018年8月1日起,3D打印枪支将在美国合法,3D打印手枪的设计图也将可以在互联网上自由下载。 [11]

    2018年12月10日,俄罗斯宇航员利用国际空间站上的3D生物打印机,设法在零重力下打印出了实验鼠的甲状腺。 [12]

    

以色列特拉维夫大学拍摄的3D心脏

2019年1月14日,美国加州大学圣迭戈分校在《自然·医学》杂志发表论文,首次利用快速3D打印技术,制造出模仿中枢神经系统结构的脊髓支架,在装载神经干细胞后被植入脊髓严重受损的大鼠脊柱内,成功帮助大鼠恢复了运动功能。该支架模仿中枢神经系统结构设计,呈圆形,厚度仅有两毫米,支架中间为H型结构,周围则是数十个直径200微米左右的微小通道,用于引导植入的神经干细胞和轴突沿着脊髓损伤部位生长。 [3]

    2019年4月15日,以色列特拉维夫大学研究人员以病人自身的组织为原材料,3D打印出全球首颗拥有细胞、血管、心室和心房的“完整”心脏,这在全球尚属首例(3D打印心脏)。 [13]

    2022年3月,加拿大英属哥伦比亚大学(UBC)的科学家利用3D技术打印出人类睾丸细胞,并发现其有希望产生精子的早期迹象,世界上尚属首次。

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文章由 美篇工作版 编辑制作
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