本月全球3D打印产业六大最新成果

　　 当下3D打印技术真是大势，已经走进医疗、交通、食品等各个领域。北京大学第三医院成功为一名骨科脊索瘤患者切除五节段脊椎肿瘤，并利用世界首个3D打印多节段胸腰椎植入物完成长达19厘米大跨度椎体重建手术。来自美国亚利桑那州的3D打印汽车公司Local Motors推出了一辆3D打印的自动驾驶电动公交车，而且这辆车的一部分是可回收的。芬兰VTT技术研究中心最近研发出3D打印食物的服务，吃货们可以使用3D食物打印机制作自己设计的专属食物，通过3D打印层层重叠的技术，食物的口味会更有层次感，客户也可以自主微调口感的软硬度和松脆度。今天，我们盘点出了本月最有长远价值的几大行业更迭：

　　全球第一栋3D打印建筑在迪拜完工

　　3D打印玩具、食物、甚至机器人，都可以想象，可直接3D打印一栋占地约250平方米的办公楼，而且“建造”17天就竣工，实在是太神了！日前，全球第一栋3D打印建筑在迪拜完工，已经正式开业，就坐落在迪拜市中心，是迪拜未来基金会的临时总部。这栋办公楼占地面积约250平方米，不愧为“黑科技”的产物，外观造型就很独特，好似一个不知道放大多少倍的VR眼镜，白色的外表加上蓝色的“镜片”，完全是科幻电影里建筑的即视感。

　　这栋只有一层的建筑在建筑学上算不上什么伟大的作品，可建筑方式实在是神奇。常识中，盖楼可是得花费几年的事儿，可这栋建筑的工期只有17天，并且只有一名“建筑工人”，也就是一名工作人员监督3D打印机正常运作就行了。其建造和人工成本总计只有14万美元。当然了，打印一栋楼的打印机和日常打印文件的打印机完全不是一个量级的。建造这栋办公楼的3D打印机相当庞大，36米长，12米宽，6米高，也就是两层楼那么高。打印机通过自动化机械臂将这栋办公楼一点点打印出来。

　　3D打印的楼也用钢筋、混凝土吗？是的，但需要多种材料混合在一起。这栋办公楼的建筑材料就采用了包括混凝土、纤维增强塑料和玻璃纤维增强石膏在内的混合材料。也是为了安全起见，建筑的外观被设计为弧状，可以确保建筑的稳定性。外形炫酷，但绝不是徒有其表，再来看看这楼的内部构造。各种构建、家具等所有细节全是3D打印出来的，水、电、通讯和空调等基本功能一应俱全，而且采用了很多创新功能来减少能源消耗，楼宇内的信息管理系统中也使用了最新的技术。

　　有小伙伴说了，迪拜真是开了挂的民族啊，“城会玩儿”，服了！不不不，这栋办公楼的设计虽然是由外国公司完成的，但是由我们中国的盈创建筑科技有限公司承建打印，技术在中国和英国都进行了可靠性测试。研究测算，3D打印技术可将建筑时间缩短50%至70%，同时节省50%至80%的劳动力成本。根据迪拜未来3D打印战略，准备在2030年之前使迪拜成为全球3D打印技术的中心，主要侧重于建筑、医疗和消费品三方面，到2030年要用3D打印技术建造25%的建筑物。建筑物都用3D打印了，是不是以后就不需要大批建筑工人了？并不是。实际上，3D打印技术的成熟和应用还需要很长时间的市场磨合，在大批量生产、高精度要求或者工艺较为复杂的一些行业，3D打印技术相比人工来说，成本会更高，并且很难完成多种材料混合的产品制作，这点并不具优势。

　　纽约州立大学成立增材制造超级实验室

　　6月23日，全球知名3D打印技术与增材制造解决方案供应商Stratasys公司宣布，纽约州立大学New Palt分校（SUNY）Hudson Valley先进制造中心开设了一家增材制造超级实验室。这家超级实验室已经被Stratasys指定为SMART（Stratasys MakerBot Additive Research & Teaching）实验室。Hudson Valley先进制造中心（HVAMC）主要为当地的学生教育和商界人士提供3D打印工艺、材料和设计方面的咨询建议。

　　据称，这家实验室号称是美国最先进的3D打印超级实验室（Superlabs）之一，其6月22日开业，里面安装了一系列Stratasys公司先进的3D打印机，其中包括一台工业级Objet260 Connex多材料3D打印机、一台Fortus 400mc 3D打印机、两台Dimension 3D打印机和超过40台MakerBot 3D打印机。据了解，该实验室将对SUNY整个校园开放，无论任何专业的学生和老师都可以使用。除此之外该实验室还将作为一个3D打印打印服务中心为周边的社区和企业服务，以帮助推进Hudson Valley的经济增长。“对于HVAMC来说，我们被指定为SMART实验室是一项很大的进步。”SUNY科学与工程学院院长兼HVAMC主任Dan Freedman说：“这个实验室结合了我们在艺术、工程以及科学方面的优势，并且得到了世界领先的3D打印机制造商的认可与支持，将推动我们获得无以伦比的跨学科教育经验，帮助我们支持本地的企业，并为我们的教师提供了很好的工具来进行艺术、工程和设计领域的科研。”

　　通过与Hudson Valley经济发展公司的合作，纽约州立大学New Paltz分校的这家实验室未来将有助于吸引更多企业来到Hudson Valley。Hudson Valley经济发展公司还将与该校合作，为 当地所有的学生、企业和社区民众提供增材制造和机械工程项目。Hudson Valley经济发展公司是当地政府为本地企业提供各种资源的一个平台。

　　三菱公司正在研发五轴增材制造技术

　　据报道，三菱电机研究实验室（MERL）正在使用5轴增材制造技术——也就是一些人所谓的5D打印——来制造强度要比常规3D打印强3至5倍的部件。从战斗机到液晶电视，日本跨国企业三菱几乎涉足了电子和电气设备的几乎每个领域。该公司在世界各地运营，但是有一些最重要的研究活动实际上是在美国发生的。比如MERL就是该公司设在美国的一个重要的研究机构。

　　作为一家业务多元化的公司，三菱当然也涉足了3D打印技术：两年前，该公司重工业部门宣布，它将考虑用增材制造技术打造火箭部件。不过现在，MERL的正在致力于完善一种特别的3D打印方法，如果成功，将能够帮助该公司制造出适合关键应用的更强部件。这种特别的方法就是所谓的五轴增材制造，它在3D打印头运动的X/Y/Z 3个轴之外又增加了两个轴来控制打印床的运动，也就是打印床可以来回倾斜，从而把总轴数增加到了5个。另外，这些5轴3D打印机运行方式也与我们常见的3D打印机不同，不再整齐地将一层层材料平整地堆叠起来。

　　MERL高级首席研究科学家William Yerazunis最近做了一个实验来展示5轴增材制造的好处在哪里。这位三菱的专家首先使用标准的3D打印机（只有三个轴）打印出了一个小型塑料压力盖。由于其均匀的分层结构，这个3D打印的盖子明显弱于注塑制品。这个盖子的所有层都是平的，压力很容易沿着薄弱的层间结合处将盖子扯开。”Yerazunis 解释说。然而，Yerazunis仍然使用同样的3D打印机和材料就有效地提高了3D打印部件的强度。其中的秘密在于采用五轴增材制造的改变了每层的沉积方法。为了证明这一点，Yerazunis和他的研究团队接着使用他们的“5D打印”方法使用相同的CAD模型，制造了相同的压力盖，却获得了更强的结构。“如果我们考虑到来自内部的力量，并将沉积的每层材料从平面改成沿着压力盖最大应力线的曲面，我们就可以将它强度提高到3到5倍，而且使用的材料也减少了25%。”Yerazunis说。

　　不出所料，5D打印的压力盖要比3D打印同样形状的压力盖要好的多：3D打印压力盖能够抵抗大约0.1MPa的压力，而5轴增材制造的压力盖则能够承受3.7MPa的压力。这就大幅增加了强度，同时减少了材料的使用。“不过5D打印确实需要进行大量的分析，而且它需要知道打印部件的用途。”Yerazunis说。“但当你可以用它将一个部件的强度增加五倍的话，为此做出一些改变还是值得的。”

　　科学家首次在零重力状态下3D打印出人类组织

　　2016年6月14日，在墨西哥湾3万英尺高空的一架零重力公司（Zero Gravity Corporation）的飞机上，科学家们成功地在零重力状态下3D打印出第一个可用的心脏结构。负责这个项目的公司是来自于美国南印第安纳州的Techshot，该公司是美国宇航局的长期技术承办商，已经有了25年的历史，主要致力于开发航空航天、国防和医疗领域的新技术。零重力公司是唯一一家得到联邦航空管理局（FAA）批准的可以在美国提供失重飞行服务的公司。

　　另外，这个项目的参与者还包括工业级3D打印机制造商nScrypt，以及生物墨水供应商 Bioficial Organs。该研发团队希望这个项目不仅能够使科学家们在太空中制造出可以在地球上移植的器官，而且能够继续支持这项太空计划。据了解，在这个3D打印过程中使用的是成人干细胞。“在地球上，3D生物打印往往需要使用粘稠的生物墨水来提供结构性支撑，这种墨水中会包含化学物质和其它材料。”Bioficial Organs董事长兼CEO Stuart Williams在新闻发布会上解释说：“但是如果在太空中打印组织的话，我们就能够使用更加精细的打印头和低粘度的生物墨水，这些墨水中只包含创建健康器官所需要的生物材料即可。一台安装在太空里的3D生物打印机很有希望成为人类健康事业的一个重要的颠覆者。”

　　据了解，Williams是这架零重力飞机的乘客之一，他与Techshot公司执行副总裁兼首席运营官 John Vellinger一起，在试验过程中帮助操作3D生物打印机。据悉，此次试验收集到的数据将使得Techshot及其合作伙伴能够开发出一款更小、更坚固的3D生物打印机，而且这台机器有可能会在明年一月份搭乘Blue Origin公司的亚轨道飞船。根据计划，研发团队希望能够在2018年打造出一台能够打印更为复杂组织的生物打印机并将其送上国际空间站。

　　据了解，在去年年底的时候，Techshot曾经宣布它开发出了一种方法可以使用患者自己的干细胞来制造大型的人类血管。不过该公司宣称，他们在失重飞机上测试的技术要比这精细得多。他们打印的细胞层比头发还要薄好多倍。除此之外，在6月14日的测试中还涉及到了3D电子打印技术，Techshot称这台原型3D打印机还打印出了导电以及绝缘的材料。

　　3D打印无人电动汽车问世

　　据外媒报道，自动驾驶汽车制造商洛克汽车公司与国际商业机器股份有限公司(IBM)的沃森超级计算机平台合作，成功打造了一款搭载沃森人工智能系统的3D打印自动驾驶小型巴士“奥利”，并且已准备好投入使用。洛克汽车公司是一家总部位于美国首都华盛顿附近亚利桑那州的创业公司，其生产的“奥利”可于几小时内在“微型工厂”中按具体要求“打印”完成，且最多可载12人。乘客需乘车时可以通过手机应用操作，与使用优步类似。

　　洛克汽车创始人罗杰斯表示：“现在洛克汽车公司将向已经成熟的市场销售‘奥利’小巴。与其他公司相比，我们公司更具有优势，因为我们完全是从零开始建造‘奥利’，并且使用3D打印机制作大部分部件。我们希望能够在10小时内打印一辆‘奥利’车，并用一个小时的时间组装完成。”他设想将来世界各地会有数以百计的"微型工厂"生产“奥利”汽车。

　　美国能源部投入200万美元研发将3D打印用于核电厂

　　位于美国南卡罗来纳州Wilmington的GE日立核能（GEH）公司是一家在先进反应堆和核设施领域处于领先地位的企业。日前，该公司被美国能源部（DOE）选定承担一项投资200万美元的增材制造研究项目，该项目包括为核电站3D打印可更换的部件原型，以及为一系列的测试提供样品等。

　　据了解，这项研究将主要在GE Power旗下位于南卡罗来纳州Greenville的增材制造工厂——AMW中进行。AMW即Advanced Manufacturing Works（先进制造工厂）的简写。据报道GE已经往这家工厂里投入了7300万美元，根据计划该公司还将在未来几年再向其投入3.27亿美元。此外，美国Idaho国家实验室（INL）也将参与这项研究。

　　作为该研究项目的一部分，GEH将在AMW 3D打印核电站更换部件的金属样品。一旦打印完成，该部件将被送往Idaho 国家实验室，经受辐射过程（或者换句话说，它们将暴露在辐射中）。GEH然后会对受辐射的部件进行测试，并与未受辐射的部件进行比较以将3D打印部件用于燃料、服务和新工厂应用的可能性。

　　GEH公司总裁兼CEO在评论这个项目时说：“3D打印在加快交货时间、减少为核电站制造性能增强更换零件的成本方面潜力相当可观。我们期待着与Idaho国家实验室的合作。”

　　实际上将由GEH进行的这项增材制造研究项目是一项规模更大项目中的一部分。上周美国能源部宣布它正在向先进核技术投入8000万美元。这项投资将惠及93个与核技术有关的项目，GEH的项目就是其中之一。据了解，GEH将从美国能源部的核科技用户设施（NSUF）项目中获得资金，这将使该公司获得先进的中子和γ辐射和辐射后的检验服务。GEH是由GE与日本日立公司于2007年6月合作成立的，从那以后GEH就是在设计、服务、并提供先进的核技术方面的世界领导者。