请耐心读至文末参与投票当鞋类出现新的流行趋势时，运动领域首先引领潮流，3D打印制鞋也不例外。近几年，New Balance、Adidas、Nike、匹克等运动品牌纷纷推出3D打印运动鞋，在引起广泛关注的同时，技术本身正逐步在该领域深耕。本期，笔者细数3D打印用于制鞋的技术、材料以及制造特点。一. 制造特点1.无模制造。3D打印无需使用传统模具实现制造，使用这项技术可以更加高效、快速地创建高性能运动鞋。2.复杂制造。3D打印的优势之一是制造多孔网格复杂结构，该结构无法通过传统手段制造，3D打印的这一优势在制鞋领域发挥的淋漓尽致：采用更加轻质的材料、轻量化的结构设计，在运动鞋制造方面掀起一场风暴。3.个性化制造。基于生物力学和步态的研究，人们对鞋类的个性化需求多种多样，然而当前多为新鞋上脚“削足适履”。而通过将3D扫描、成像等先进的技术融入脚部健康扫描仪，再通过3D打印可实现“量脚制鞋”。除了设计自由之外，3D打印在鞋类生产中还具备多种其他优势：减少设计和开发时间在生产过程中更灵活减少不必要的库存根据客户的喜好和扫描数据定制个性化鞋类当然，3D打印用于制鞋，制作的多是鞋底。二. 制造技术与材料当前用于批量制鞋的3D打印技术主要包括熔融沉积技术（FDM）、选择性激光烧结（SLS）以及CLIP连续光固化。1. FDM技术代表品牌：Feetz代表材料：可回收再利用材料（具体不详）特点：弹性、透气，可完全个性化定制采用FDM技术制鞋远没有SLS与CLIP那样可实现快速与批量化，与另两种技术相比，该技术的应用讲究个性化。采用FDM打印鞋子最有名的品牌是Feetz，其目标是为每一个人打造一款专属于他个人的绝对合脚的鞋。而且，FDM打印的不只是鞋底，而是整只鞋。拍照量脚FDM打印整鞋用户只需要把自己每只脚从不同角度拍摄的3张照片发送给FeetZ。然后FeetZ使用特殊的软件将图像转换成三维模型，并利用新型材料和3D打印技术，制造出一双牌子为SizeMe的鞋。FeetZ向客户承诺，7天内用户就会拿到完全适合他们自己的鞋。2. SLS激光烧结技术代表品牌：New Balance、匹克代表材料：TPU热塑性聚氨酯特点：耐磨、弹性好，承载能力、抗冲击性及减震性能突出激光烧结TPU粉末打印中底激光烧结运动鞋中底结构3D打印新百伦成品通过激光烧结TPU粉末成型的中底，具有多层次中空网格结构，实现了柔韧性、强度、重量和耐用性四者的最佳平衡，能够最大限度地缓解运动时给脚部带来的压力。3. CLIP连续光固化代表品牌：Adidas代表材料：EPU弹性聚氨酯特点：耐磨、高弹性、高抗撕裂性Adidas Futurecraft 4D将鞋类的功能性能推向了新的高度：在鞋底夹层内提供精确调整的功能区域，中底的脚跟和前脚部位具有不同的格子结构，以解决跑步时不同缓冲力量的需要。CLIP解决了阿迪达斯高性能单片中底复杂的性能设计要求。三. 量脚制鞋现在在很多商场的鞋类专柜都可以看见一台扫描设备，只要站在上面就可以生成自己脚部的三维数据，这可以说是3D科技应用于生活的最直接体现。足部三维扫描生成足部数据消费者站在扫描仪器上，3秒钟扫描一下，可生成包括左右脚的脚长、趾围、脚趾尖高拇指里宽等20个详细数据的脚部健康报告，与此同时系统可根据数据分析，自动生成鞋腔，经鞋厂在鞋腔外部进行材质款式包装，为消费者量脚定制专属鞋。除此之外，系统分析的数据也能分析出测试者是否有高足弓、扁平足、拇趾外翻等疾病，为患者提供个性化的医疗辅助。四. 比较传统上大多数鞋子的中底是由泡沫材料通过注塑成型，中底的设计及属性受到极大限制（想想我们穿的运动鞋后底基本上都是泡沫实体），既浪费又昂贵。传统注塑运动鞋中底结构而3D打印制鞋突出缓震和舒适，独特的镂空点阵结构可以达到传统制造所能达到的强度、韧性以及力学性能。而特有的镂空特点可以将外部载荷均匀分解，实现减重的同时又保证了承载能力。3D打印制鞋测试这种镂空结构类似空间点阵，在设计中通过大量胞元的复制和阵列来实现。通过设计胞元的尺寸和形状，可以调节点阵的密度以及孔隙率，在需要强度较高的部位设计密度大一些或采用结构强度较高的胞元，在需要缓震的部位可以增加大的胞元结构数量，从而达到改变鞋底结构、强度、韧性以及缓冲能力的目的。换言之，通过设计点阵结构，设计师可以实现设计特有功能跑鞋的目的。五. 总结3D打印用于制鞋确实一个非常好的应用，鉴于以上的诸多优点，受到欢迎将是大势所趋。目前，也有很多品牌上市，只是价格还较贵，最后贴上一张品牌图供大家参考。肯定请关注，下期更精彩，感谢赞赏长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：解读：3D打印用于制鞋领域

3D打印可以应用于首饰制造大家已经知晓，当笔者找到这个话题的时候就在想，戒指到底怎么做出来的，本期笔者为大家介绍3D打印在首饰制造过程中的应用，以及首饰的整个制造过程。传统的首饰制造流程如下：首饰制作流程整个首饰制作最快也需要15天，但从刻蜡到种蜡树就用了大约10天的时间。最重要的，这几步的操作经历的失蜡铸造、压胶膜、翻模等工序最容易丧失首饰设计细节及其精度，因此对从业人员的工艺水平要求极高，而且工序繁琐。如此一来，对于几件至几百件的小批量制造成本也会极高。（注：银版，即用925银制作的首饰样版，用于压制首饰胶膜）手工雕刻蜡胶膜注蜡3D打印所做的，就是图中红框中除了种蜡树之外的所有步骤，将前期制作时间压缩为1天。通过3D打印来直接制造蜡模，即省去了传统首饰制造中手工雕刻蜡、制作蜡模和蜡型的操作，而且3D打印的精度可达0.1mm，极大的保留了设计细节，同时缩短了首饰制作周期，是当今制作首饰的重要手段。通过DLP技术3D打印首饰模型制作完成的首饰模型首饰模型制作完成之后即种蜡树，将每个蜡环单独手工焊接到一根蜡棒上，最终得到一棵形状酷似大树的蜡树，准备进行浇铸。种蜡树将种好的蜡树连底盘一起套上不锈钢筒，并将相应重量的石膏浆沿钢筒内壁缓缓注入，没过蜡树，抽真空后自然防止6-12小时，使石膏凝固。灌石膏将石膏模进行烘焙，作用是脱蜡，干燥和浇铸保温。烘焙石膏取出烘焙好的石膏模，并同时将已经熔化配好的金属溶液从水口注入，铸造后的石膏模处于高温状态，经冷水中进行炸洗后石膏由于收缩作用炸裂后，取出金属件。浇铸和清洗蜡型与铸件对比将金属首饰沿水口底部剪下晾干，饰品的整体或局部需要借助研磨工具加以矫正或整形，加工到平整、光滑为止，使整个产品线条清晰，花式均匀、对称。涉及的工艺包括锉、磨、整形、打飞碟以及推平等。首饰打磨首饰研磨完之后须进行抛光。抛光工艺就是产品使用抛光设备和抛光材料对产品进行表面精细加工的具体工艺。抛光后的产品具有高光洁度和光亮度，金属表面不能有任何杂质，砂洞或伤痕。抛光和修饰首饰成品通过镶嵌钻石，便可以得到设计中所要求的珠宝首饰。对于首饰专业人员来说，这些步骤已经相当熟悉，而笔者旨在向非专业人员科普这个过程，包括笔者自己。希望每期，多学一点；每周，有所进益。延伸阅读：3D打印18K黄金首饰金属粉末3D打印用于珠宝首饰快速制造下期更精彩长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：动画揭示：3D打印实现首饰制造全过程

技术本身的发展从未停止不前，3D打印技术自身的发展正在使很多不可能成为可能。近两年喷射技术每隔一段时日便进入人们的视线，推出相应技术的无一不是明星企业，Stratasys、XJET、惠普陆续推出了基于喷射技术的打印机，这些打印机正在解决传统的打印工艺无法解决的问题---彩色、批量以及高表面质量。然而，当人们惊呼技术本身革命的同时，打印机与材料成本的高昂也让人望而却步。基于此，喷射技术自身的发展正在使这一现状发生改变。Stratasys宣布推出推出全新的用于喷射技术的3D打印材料，使成本降低50%；惠普新推出4210系统，从设备结构方面进行改进实现零件批量制造，实现效率进一步提升。而Desktop Metal将喷射技术用于金属打印降低了成本并实现了批量制造，以及GE宣布推出粘结剂金属喷射设备，预示着喷射技术正在悄悄拓宽金属打印领域。以上事实无一不在说明材料喷射技术正快速挑战着激光在非金属粉末和金属粉末材料方面的应用，而且已经在金属打印领域获得了突破，成为金属零件批量打印的重点技术。诸多消息显示，材料喷射技术在3D打印行业中的地位正变得越来越重要，越来越不可忽视。笔者因此对喷射技术单独做一期内容。目前市面上的材料喷射技术分为两类：喷射打印材料与喷射粘结剂。喷射打印材料的笔者称为材料喷射成型技术，喷射粘结剂的统称为粘结剂喷射成型技术（实际为3DP技术），根据各家情况的不同，笔者列了一个表：分类代表企业代表工艺成型材料材料喷射StratasysPolyjet树脂XJETNPJ纳米粒子喷射技术金属、陶瓷粘结剂喷射（3DP）HPMJF多射流熔融技术尼龙类3D SYSTEMMJP多喷嘴喷墨技术石膏类等voxeljetBinder Jetting铸造砂、陶瓷等ExOneBinder Jetting铸造砂、金属粉末等DesktopSPJ单通道喷射技术金属粉末Prodways＆Liten树脂粘结剂喷射技术金属粉末从中看出，直接喷射成型材料的极少，只有Stratasys和XJET，而前者的核心技术Polyjet又跟XJET有莫大渊源；在3DP技术门类中，粘结剂又分为特殊胶水和树脂粘结剂两种，作用都是将粉末材料粘接成型。在过去几年中，3DP用于砂型制作较多，随着人们对大尺寸砂型结构的需求不断增加，以及材料科技的发展，3DP技术逐渐挤占了激光打印的市场；而近期在金属打印方面，高速、批量和低成本三个关键词赚足了人气，使人们认识到3DP不仅仅可以用来粘接铸造砂和尼龙粉末，因而获得大量投资，粘结剂喷射技术正在成为金属打印领域一颗新星！接下来笔者主要介绍目前主流的喷射打印技术。材料喷射成型技术1.Polyjet技术技术特点：直接喷射树脂成型材料技术原理：Polyjet技术，采用树脂喷射的方式提供材料，在需要打印的位置识别当前层的颜色并喷射树脂，通过光照实现固化，可立即使用完全固化的模型，无需额外进行后续固化。点评：精度、强度很高，可实现多材料不同位置喷射，吊打普通3DP，但价格也很昂贵。可用于制作注塑模具、夹具、固定装置、教学和促销展品、生产部件等。Polyjet技术成型原理Polyjet打印模具2.NPJ纳米粒子喷射技术技术特点：直接喷射含金属粉末或陶瓷颗粒的油墨成型零件技术原理：将包裹有纳米金属粉、陶瓷粉或支撑粒子的液体装入打印机并喷射在建造平台 上，通过高温使液体蒸发留下金属部分，最后通过低温烧结完成成型。点评：细节、表面光洁度和精度表现力极高，关键在于纳米颗粒在油墨中的分散；清理和后处理会很简单；纳米材料成本高昂，只怕买得起设备用不起材料，官方介绍的成本更低并不可信。适合用来打印钛合金医疗器械，如膝关节植入物，还能为汽车和航空航天领域生产铝合金零件。 NPJ技术原理NPJ打印零件粘结剂喷射技术粘结剂喷射技术的最大优点就是突破了激光制造的尺寸限制，使尼龙、铸造砂型的打印尺寸达到数米，金属打印实现了批量和低成本，因此成为各种风投的新宠儿。1.用于陶瓷、铸造砂打印技术特点：通过向粉层零件横截面喷射粘结剂来粘接零件。技术原理：打印头通过移动，在零件横截面喷射胶水（喷头直径通常在80μm）来制造零件，一层打印完毕之后，零件降低一个层厚重新铺粉再喷射胶水，重复该过程直到零件制作完毕。根据材料不同，选择是否需要后续烧结。点评：将砂型打印拓宽数倍，速度得以提升，成本降低。惠普粘结剂喷射成型2.用于金属粉末打印技术特点：打印过程近似冷成型。技术原理：通过一层层喷射粘结剂实现零件成型，后通过高温烧结将零件制作完成。点评：可批量、低成本、高速度打印，零件需要的支撑较少，材料成型存在收缩。Desktop粘结剂喷射成型总结材料喷射技术相比粘结剂喷射技术要困难的多，尤其是XJET的纳米粒子喷射技术。材料成本仍然是限制技术发展的重要问题，相对于Polyjet已得到相对广泛的应用，XJET的商用化还须拭目以待。粘结剂喷射技术在金属打印领域的应用，笔者认为这大大超过了XJET纳米粒子喷射技术的风头。在粘接金属之前，XJET曾被认为是未来之星，但技术的革新速度让人感叹。同时粘结剂喷射用于金属打印，相对粉末激光成型来说也有诸多优势，前者往往不许添加支撑，可以打印SLM不能打印的更为复杂的结构，以及SLM难以成型的材料。但一种技术是很难完全替代另一种技术的，粘结剂喷射金属成型后续需要烧结，而且涉及材料收缩问题，在一次制造高精度小型零件方面存在弊端，在制造大型零件方面比不上Lens，甚至在表面光洁度方面也比不上XJET。总之，每种技术各有所长，很难出现一枝独秀的局面。但无论怎样，喷射技术正在越来越得到人们的关注，3D打印技术本身的突破使其改变制造业成为可能。长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：技术竞争：喷射技术比你想象的更加重要

建筑业发展到今天，应用在建筑行业的材料种类数以万计，由于3D打印技术发展起步较晚，最近几年才将此技术应用在建筑行业，目前适用于3D打印技术的建筑材料凤毛麟角。笔者认为，3D打印建筑除了快速制造带来的好处之外，完备化的保障措施使其兼具居住功能，而非噱头。3D打印建筑材料分类1、GRG 材料GRG 材料是通过采用超细结晶石膏为原材料，将具有专用连续刚性的增强玻璃纤维和它混合制成的产品材料。这种材料具备不易形变、质量轻、高强度、防火性能好、环保、会呼吸、加工周期短等优点，常用于异形产品的加工制作上。大型剧院、会展中心、报告厅、体育场等大型工程上常常应用到GRG材料，上海世博中心大会堂就是应用GRG材料建造。2、混凝土类材料混凝土类材料无论是在传统建筑生产中还是新兴数字化技术3D打印技术领域里，仍然是利用率最高的材料。这离不开混凝土材料具备的抗压强度高、耐久性好、耐火、可塑性强等优点，由于混凝土材料具有可塑性强的优点，因此在打印过程中可一体成型，不需要借助模板支模。目前，在3D打印建筑行业领域，最常见的就是应用混凝土类材料作为基材料并结合“轮廓工艺”，进行建筑构件的打印。与现有的浇混凝土施工工艺的不同，建筑 3D 打印所用的混凝土材料与传统的施工技术所用到的混凝土材料在性能方面有很大的不同。传统的施工工艺通常是先支模板，然后将混凝土灌入进模板中振捣，并最终形成所需要的建筑结构或构件，而建筑 3D 打印是将胶凝材料从喷嘴中挤出，然后层层叠加以得到需要的建筑实体。建筑3D打印基本原理建筑3D打印就是利用层层堆积的基本原理，采用工业机器人逐层重复铺设材料层构建自由形式的建筑结构的新兴技术。建筑3D打印机的构成和传统打印机基本一样，一般都包括控制组件、机械组件、打印头、耗材和介质等。建筑3D打印机根据电脑上设计的完整的三维模型数据，通过一个运行程序将材料分层打印输出并逐层叠加，最终将计算机上的三维模型变为建筑实物。但具体的打印过程有FDM类型和3DP类型。混凝土喷挤分层建造工艺FDM类型即挤出固化打印，是指用喷嘴挤出胶状材料，然后层层堆积至所需高度的一种打印工艺，例如混凝土打印。其核心工艺是混凝土喷挤分层建造方法，具体来说，即基于水泥砂浆的挤压和材料本身的凝固过程，并且每打印一层材料就添加一层钢筋网，直至整体构件打印完成后植入竖向钢筋。混凝土打印技术具备较高的三维自由度和较小的浆体沉积分辨率，因此对构件打印的内外几何尺寸有更好的控制。铺设混凝土3DP类型是指选择性粘结固化打印，通过喷挤粘结剂来选择性地胶凝硬化每一层的粉末，直至最后一层硬化完毕，再清除剩余未粘结粉末，即可完成建筑的自动化建造。一般情况下，用于 3D 打印快速成型中的支撑结构有两种形式。第一种，是采用其他强度较低的材料进行打印支撑结构，等其他部分打印完毕并凝固后，去除这些强度低的支撑部件。第二种，就是选择性粘结固化采用的这种打印工艺，层层铺粉末材料，没有粘结到的部分可以作为支撑结构，等打印完毕凝固后，再去除没有被粘结固化的粉末材料，这些材料还可以重新回收利用。但目前室外的建筑打印多是采用混凝土打印方式。填充保温性材料建筑3D打印的效率远远高出传统的建筑模式，据报道上海在24 小时内打印了10栋房屋，而且据称房屋寿命可达上百年。待房屋主体结构打印完毕之后，可在墙体内部填充保温材料，对外墙等处理之后便可使用。铺设防水层粉刷墙体安装门窗水电系统3D打印房屋构造当然，建筑 3D 打印技术还是一项新兴技术，还有很多不成熟之处，人们对于建筑 3D 打印技术还存在诸多疑虑，3D 打印建筑的抗压强度、抗折强度、抗拉强度、耐久性等综合性能还有待验证。并且，目前建筑 3D 打印技术还仅限于打印低层建筑，如何打印高层建筑仍然是一个亟待解决的难题。长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：3D打印应用于建筑业及其实用性

前几期讲述了3D打印技术在服装、家具、首饰等领域的应用，在医疗保健行业使用3D打印技术正越来越受欢迎，本期讲述该技术在药物制造方面的应用。采用3D打印技术制作药物，突破了传统药物加工技术的局限，保证其打印的药物结构可控，载药量精确，为打印新型药物剂型和定制个性化药物的发展提供了重要的手段。FDA于2015年8月批准了第一款3D打印药物，证明3D打印技术正在推动其在制药领域的发展。本期介绍几种可用于药物打印的工艺手段，包括SLS、FDM、SLA、半固体挤出以及喷墨技术。1.选择性激光烧结（SLS）打印药物FabRx选择性激光烧结目前多用于尼龙、PS、覆膜砂等工业制造，迄今为止，还显有关于使用SLS制造口服药物加载产品的报道。SLS打印机的示意图SLS使用激光将来自粉末床的粉末颗粒结合在一起。在打印过程中，激光可在粉末床表面绘制各种图案，逐层实现制造。与其他方法相比，SLS是无溶剂的工艺，可提供更快的打印速度和更高的分辨率。FabRx实验室采用乙酰氨基酚（对乙酰氨基酚）与药物赋形剂的混合材料作为药物材料，采用桌面SLS 3D打印机进行成型。桌面SLS 3D打印机SLS烧结药物过程药物取出过程SLS技术可以打印几乎具有各种形状，大小，颜色，质地和口味的药物组合，使其对各种患者群体尤其是儿童或老年人更有吸引力。激光本身通过振镜控制使药品打印具有较高的分辨率并且不会发生药物降解，同时通过前期设计来保证药物剂量来区别药物的浓度。通过SLS打印的含有对乙酰氨基酚（对乙酰氨基酚）的药品研究人员采用动态溶出模型进行了药片释放试验，随着时间的推移调节ph值，精确模拟了药物在经过胃肠道期间的状况。选择合适的赋形剂可控制药物的释放特征，包括即时释放、持续和延迟释放。通过SLS打印的药物溶出曲线SLS技术提供了一种简单、快速的方法来制造具有任何药物成分的的个性化、高分辨率药品，拓宽了可用于制造现代药物的3D打印技术的范围。2.FDM打印药物熔融沉积技术（FDM）正在成为制药科学中越来越重要的技术，它允许通过沉积薄层材料制造个性化的口服制剂。FabRx研究人员发现，FDM制造的药物其内部结构会影响药物的溶出行为。 FDM打印的药物FabRx采用拉丝机制造了富含对乙酰氨基酚（对乙酰氨基酚）或咖啡因的聚乙烯醇（PVA）的FDM丝材，并使用FDM桌面机打印口服给药物Printlets TM。Printlets TM的微孔主要是由于打印时的层间粘接所产生的间隙产生，并且Printlets TM的孔隙大小是丝材孔隙率的10倍。扫描电子镜图像显示了PrintletTM的横截面的内部结构对碳酸氢盐培养基中的Printlets TM进行药物动态溶解释放试验，根据药物的溶解度和药物含量显示了不同的释放特征，而且药物的孔隙度与预测的药物释放特征无关。药物释放特征与药物溶解度及其含量的关系这项研究有助于阐明哪些因素会影响新型药物的释放，并确认了3D打印Printlets TM的潜力。3．SLA打印药物伦敦大学药学院和FabRx有限公司的研究人员通过立体光刻法（SLA）制造了口服片剂。SLA技术通过光聚合固化液体树脂，并以逐层方式重复固化实现物体成型。使用SLA打印机成功制备了含有对乙酰氨基酚和4-氨基水杨酸的药物片剂，并制备了具有不同性质的各种其他制剂。在打印过程中，将药物加入到液体树脂中，将得到的混合液体装入打印机中，在打印过程中，药物被固化在树脂基质中。SLA在分辨率方面优于其他3D打印技术，并且可免于热作用对于药物成分的损坏，从而防止了药物降解。富含4-ASA（棕色）和对乙酰氨基酚（白色）的片剂在胃肠道的动态溶解模拟研究中发现，药物从胃液中开始释放，并根据制剂的药物含量决定是否在肠道内持续释放。SLA技术可允许制造具有特定释放特征的药物，在未来，该技术可用于制作口服型以及个性化剂量的药物。4.半固体挤出技术打印药物挤出成型打印技术制备药物是将药物、辅料粉末与黏合剂混合均匀后加入到成型设备的打印喷头中，然后按照计算机设计的处方量和路径挤出在加工制造平台上，最后经过干燥获得所需的3D药品。根据药物和添加成分的含量可制作成不同口味，这些配方专为儿童和老年人而设计。5.喷墨技术打印药物喷墨技术此处可以理解为polyjet技术也可理解为3DP技术，若喷出的是树脂材料，配合光照就是polyjet；若将胶水喷射在粉末材料上进行粘接，就是3DP技术。笔者认为，将药物成分制成粉末后采用粘结剂也可成型，也是一种打印药物的方法。而FabRx研究人员是采用喷墨打印机将调制的含有药物成分的墨水直接打印到玻片上，这种技术在10几年前就已存在，可打印无痛注射贴片，为患者提供定时定量药物注射，也可含药物的口腔膜等等。喷墨式打印技术的关键在于液墨的配制及精确控制液滴的喷射速度、位置、尺寸，以保证药物的形态和质量。3D药物打印与个体化治疗示意图药物3D打印与传统药物加工方法相比虽然具有众多优势，但在制药领域仍处于发展的初期阶段，目前还存在着打印药物载药量低、药物成型分辨等率低，载药材料种类少、药物相容性差、制剂释药模式单一、生物活性分子易降解等问题，但相信通过将3D打印与医药学科融合发展以及与传统药物加工技术优势整合，这些问题都会得到很好的解决。不久的将来，医生通过采集病人的临床数据，根据每个人身体的代谢规律和遗传信息给病人开药方，在打印药物时相应的调整药物量，从而打印出量身定做的个性化药物。因此，3D打印将为医药发展带来新的机遇和希望，加速个性化给药时代的来临。欢迎关注٩(๑❛ᴗ❛๑)۶ 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：3D打印在制药领域的应用

上期我们提到服装打印工艺主要有FDM、SLS以及SLA三种，由于SLA打印的材质为硬脆性材料，并不适合穿着，因此FDM工艺和SLS工艺更具实用性，本期主要介绍这两种工艺在服装方面的打印特点。FDM成型FDM技术是通过热压喷头将丝状材料熔化沿一定的路径喷涂在建造平台上，通过层叠制造实现成型。相对于构建较大的零件，服装的3D打印如同只构建了几层就完成了打印，这是因为服装模型打印时需要采取平铺的方式，而不是以穿在身上时的立体方式。服装模型设计女设计师调试3D打印机服装打印过程由于打印机的成型空间有限，一次打印也只能打印衣服的一部分，通过将服装模型分割，分别打印后，还需要采用缝纫的方式拼接。服装拼接制作完的衣服灵动飘逸对于FDM技术应用于服装打印，最重要的是材料---TPE。TPE是一种热塑性的合成橡胶，可用于创建弹性部件和3D打印的弹性细丝，区别于PLA和ABS，该材料具有极高的柔韧性，不易变形，同时质感灵活柔软，材料的打印温度范围从220℃到230℃不等，不需要加热床，安全无毒。由于其质感强韧但柔软的特点，被普遍用于衣服、鞋类等时尚单品的制作。SLS成型3D打印长裙完美贴合模特曲线SLS技术是采用激光烧结粉末状材料使其熔化成型的技术。SLS用于服装打印仍然取决于材料对人体的舒适度要求，目前用于服装打印的材料包括尼龙和TPU，打印完成之后经过粉末清理和简单的后处理即可实现穿戴，舒适性的材料配合独特的设计使3D打印服装凸显时尚又不失艺术性。SLS成型服装材料的灵活性灵活性来源于独特的设计激光烧结TPU过程烧结完成取出服装过程对服装清理余粉和后处理3D打印的服装进行模特试装TPU材料是一种新型弹性激光烧结材料，适用于一些耐磨的零部件，如衬垫、垫圈、软管、集合管、缓冲器、减震部件、快速成型等。过去的3D打印成品缺乏弹性，但TPU弥补了这一应用领域的空白，让材料更具备弹性和韧性，以及超强的恢复原状的能力。由TPU打印的披肩和短裙经上色处理尼龙材料也可以用于服装打印，由于尼龙材料质地偏硬，作为服装打印关键在于设计。设计师Mary Huang推出了3D打印的尼龙比基尼泳衣，通过很纤细的绳子将很多圆形薄片连接起来，进而形成比基尼泳衣的“面料”，并且，通过改变这些圆形薄片的分布、形状，以及彼此之间的连接方式，保证比基尼泳衣的柔韧性和牢固性。这款泳衣用于牢固、易弯曲及厚度仅 0.7 mm的纤细特点，因此即便是打印超薄比基尼，打印过程中也不会被折断。尼龙是一种很好的 3D 打印材料，其最重要的功能是卓越的防水性，所以可以将其作为生产泳衣的首选材料。此外，该款泳衣经水浸泡后亲肤性能很好，穿着更加舒适。激光烧结尼龙比基尼3D 打印技术将会为纺织服装业带来一系列的革新，这是因为3D 打印技术与传统的服装生产技术相比，能够按照设计随心所欲地设计和生产，真正实现了个性化。用户只需要下载心仪的服装款式，通过网上服务平台上传进行一键打印，便可以得到自己想要的服装。欢迎关注٩(๑❛ᴗ❛๑)۶ 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：FDM与SLS技术用于服装打印---材料与工艺

3D打印运用到服装设计的整个过程使服装的构思与最终成型达成一致，其各环节通过数控完成且数据共享，任何形状及结构都通过每一层逐层变化的截面与前一层自动连接制造三维形态。3D打印应用于服装领域，可以满足人们在追求个性化独一无二的同时实现服装的新颖性、便捷性、环保性。3D打印服装应用现状早在2010年，在服装领域首次尝试3D打印的荷兰时装设计师艾里斯•范•荷本为3D打印服装做出了杰出贡献，其作品展示了3D打印的造型能力，可以清楚地看出这是传统工艺无法完成的程度，且精度极高，其实现了以前设计师只能想象而无法制作的立体感极强的服装。虽然其服装可以达到具有立体建筑感的立体主义设计效果，但产品质地较硬，基本实现不了穿脱，只能作为展示性产品在展示之前在模特儿身上组装，拆卸后则还原成零件状态。在2016年的时装周上，艾里斯•范•荷本的3D打印服装全以柔软质感出现，在贴合人体曲线的同时展现了3D打印的立体效果，其服装实现了观赏价值与实用价值的高度统一。3D打印服装在经过五年发展后，从无法穿脱的硬质服装到可服帖穿着的柔性服装，3D打印的机器、方式、材料都发生了变化。由此可见，国外的3D打印技术完全可以满足大众的服用需求。国内3D打印行业起步较晚，较领先的是采用尼龙材料打印的服装，其所用机器可打印硬质与软质两种材料。由此可见，虽国内3D打印服装发展较晚，但发展速度较快，其有望发展成为世界领先技术。 2010年作品 2016年作品3D打印服装是灵活的、轻盈的3D打印服装转动而飘扬3D打印服装的工艺与材料目前为止，服装3D打印工艺以FDM、SLS、SLA三种为主，FDM打印方式是将塑胶材料进行加热融化后通过机器挤压到既定位置凝固成型；SLS是将粉末状材料加热后通过高效激光进行烧结打印，使物体成型；SLA使用紫外光对液态材料表面进行扫描，每一次扫描都会形成一层极薄的切片以此堆积物体。每种工艺使用材料不同，各有利弊。一般用FDM方式打印的材料以PLA与ABS两种为主；采用SLS方式打印的材料以尼龙粉末为主；SLA采用树脂材料。今年研发的TPU材料具备其他材料所无法比拟的强度、韧性，既可以制作成粉末用于激光烧结，也可拉成细丝用于FDM，但该材料的制粉工艺复杂，价格昂贵，普及率还较低。3D打印服装容易受其技术与材料的限制，视觉效果与舒适度难以有效统一，但合理利用以上材料及打印工艺并结合传统布料便可使服装产品具有良好衣着感的同时达到立体感。材料打印温度优点缺点PLA195-210不易变形 立体感强完成度高无柔韧性 质感僵直ABS230-250不易变形 立体感强无柔韧性 质感僵直不宜家用TPU220-230高柔韧性 质感柔软不易变形造价昂贵 接受度低树脂210-230立体感强 时效性好完成度高质感僵直 产品易碎尼龙粉末180-195利用率高 无需支撑结构疏松 粗糙多孔有毒粉末3D服装生产流程第一步，需进行图纸绘制，对服装产品廓形、尺寸、弧度等数据进行设计。第二步，在三维软件中构建立体模型，需在模型设计过程中完成以下三个方面：考量服装产品支撑力、把握其最佳厚度、预估产品最终效果。产品支撑力是产品能否成型的关键；把握产品最佳厚度是要在服装达到最佳产品效果的同时达到可打印程度；预估产品效果能对三维图纸的设计起到指导作用。第三步，将服装产品进行打印，不同产品对其打印的机器与材料要求各不相同，为达到最佳打印效果，需产品、机器、材料三者统一。第四步，对服装产品进行后期处理，以弥补在打印过程中出现的不足，并建立三维图纸与实际产品的对照资料库，为后续建模设计提供可靠依据，同时为制造出最大限度贴合设计的产品打下基础。3D打印服装的局限性发展3D打印服装的主要限制在于成本，其高昂的成本让3D打印服装难以顺利进入市场，虽3D打印已经可以完成任何质感、任何大小的服装，但居高不下的价格和望尘莫及的技术是其进入大众生活的主要阻碍力量。其次，3D打印服装的设计师与建模师很难对一件产品达成共识，这要求完成3D打印服装的设计人员熟知CAD、3Dmax等相关三维软件操作。3D服装的设计对设计者有着软件专业技术上的要求，而现有设计师无法直接过渡到3D服装的设计，其实现的时间差是如今3D打印服装的又一局限。3D打印机器是可以实现家用的，用户可根据自己的设计完成产品，但一般用户无法实现自主建模，因此也无法实现满足大众使用的目的，导致推广困难。最后，3D打印服装不同于传统的服装制作，3D打印技术的3D扫描技术可复制任何复杂和高精度的产品并打印，同样可无误差地扫描服装并打印，这让服装设计版权容易受到侵害，社会将无视服装设计师的劳动价值。不仅如此，大众的财产和人身安全也极易受到威胁，比如ATM提款卡、钥匙、武器等都可以任意复制，给社会安全带来隐患，更重要的是产品专利和版权很难受到保护。3D打印服装的发展性然而3D打印服装产品价格会越来越被大众接受。当社会基础硬件设施和软件条件发展到一定程度时，投资和生产3D服装的社会力量会增加，便可支撑3D服装产业商业链循环，成本自然随着基础费用的均摊者增加而降低。加之技术的成熟和新的材料的发现都是降低3D打印服装成本的有效手段。其次，3D虚拟试衣技术越来越人性化。一种虚拟试衣技术可实现3D打印服装的网络定制模式，并进行销售。其由香港理工大学研发，这种虚拟机器人模型改变了服装行业的试衣面貌，其系统解决了传统试衣系统依赖固定尺寸模特、占用大量工作空间的问题。这种智能的机器人模型可通过计算机控制出任何数据参数的人体类型，人体测量和机电一体化的虚拟试衣模式节省了3D服装设计过程中的时间与人力消耗，降低了其建模的技术难度。最后，3D服装产品版权将受到保护。先进的科技成果必然会引起一系列新的社会问题，针对这些问题，对3D打印机的使用进行限制十分必要：每台打印机会像房产一样，有产权人能够对这台机器负责，对其实行监管，不能用于危害社会产品的生产。对于没有购买使用权的3D服装产品，机器程序将无法进行识别、扫描及生产。总结3D打印技术在服装中的应用层出不穷，给人以惊艳的视觉效果。3D打印服装较初期而言，在打印外观、成形速度、成本价格、服装硬度、使用实用性上已大大改善，且大众获取科技信息的途径、速度及频率越来越多元化及快速化，使得愿意选择更具个性与科技环保3D服装的人数逐年增加。随着3D打印机器的改善发展、更环保及廉价的新材料出现，3D打印服装进入普通人的日常生活指日可待。设计人员在把握3D打印技术的同时熟知建模软件的应用，便可以运用3D打印技术在服装设计中实现不断创新。本文参考《基于3D打印技术的服装设计创新应用》欢迎关注٩(๑❛ᴗ❛๑)۶ 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：3D打印应用于服装领域

意大利设计师Simone Leonelli在上个月的珀斯当代艺术学院（PICA）3D打印时装展上，展示了他的3D打印作品，采用创新技术制作的婚纱作为珀斯时尚节的一部分，模糊了时尚与艺术之间的界限，堪称真正的艺术品。在当前3D打印圈儿里面，极致盛放也曾推出尼龙烧结制作的婚纱，但这一款婚纱却是通过FDM打印制作。Leonelli提到，该项目通过使用计算机设计和高科技工具来推动时尚与艺术相互融合，这些作品不一定要像实际的衣服那样可以穿戴，而应该被理解为是结构或者设计的产物。这些设计受到了生物结构的启发，通过计算机创建，使设计更加趋向自然本身。采用可生物降解的PLA材料，通过FDM桌面机打印的细胞骨架如同放射虫类和硅藻，目的是让人想起海洋的美丽。而采用传统的制造方法，如切削或注射成型，会很难制作出如此复杂的形状。采用3D打印工艺一层一层的熔化塑料来制作服装，而不同于以往纤维织物的融合方式，不断尝试新的面料和工艺，来减少对地球的环境的影响，以实现可持续的目的。使用3D打印这一高科技工具的好处是可以不遵循标准的工作流程进行全新的设计，大大增加了灵活性和自由程度，3D打印使创意想法的实现变得简单，是目前设计理念转化为产品的最有效方法之一。 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：FDM也可以打印时尚婚纱？

目前，主要的3D打印技术有以下几种：光固化（SLA）、分层实体制造（LOM）、选择性激光烧结（SLS）、选择性激光熔化（SLM）、熔融沉积制造（FDM）以及粉末粘接技术（3GP）等。用于家具制造的打印技术，以光固化（SLA）、选择性激光烧结（SLS）、选择性激光熔化（SLM）、熔融沉积制造（FDM）为主。这4种技术打印出的家具，分别有各自的特点。（1）光固化（SLA）打印家具的特点：表面光滑，质感好；可用的打印材料多以液体的光敏树脂为主；成型后易发生形变；成本较高。SLA一次打印，青铜铸造（2）选择性激光烧结（SLS）打印家具的特点：表面有磨砂感；承重好，韧性较强；造型实现程度好；可用的打印材料为多种固体粉末，如金属、陶瓷等；成本高。激光烧结的尼龙仿生椅（3）选择性激光熔化（SLM）打印家具的特点：金属质感；承重好，结构强度高；可用的打印材料为金属混合粉末；成本非常高。SLM制作的铝梯度椅子（4）熔融沉积制造（FDM）打印家具的特点：表面呈线圈质感，较粗糙；结构强度低；成型后易变形；可用的打印材料多为固体卷材，如PVC工程塑料、金属丝等；成本低。FDM打印的印第安椅子从打印效果来看，比较理想的技术是选择性激光烧结（SLS）和和选择性激光熔化（SLM）。选择性激光烧结（SLS）技术根据材料熔点不同，采用激光来有选择性地分层烧结固体粉末，使特定熔点的粉末烧结成固化层，最终以层层叠加的方式塑造最终形体。这一打印技术可用于打印高分子、金属、陶瓷、石膏、尼龙等多种粉末材料。选择性激光熔化（SLM）技术，使用的材料多为不同金属材料，不需要黏结剂，成型的精度和力学性能，比选择性激光烧结（SLS）好。目前，市面上可用来打印家具的打印材料越来越多，如金属、工程塑料、木塑、陶瓷、石膏、尼龙等。其中，在综合性能上比较有优势的打印材料是尼龙、工程塑料和金属。随着打印技术的发展，木塑、陶瓷等材料也会在未来大放异彩。作为最新的研究成果，弹性材料的应用，更是会弥补现在家具材料的空白。欢迎关注٩(๑❛ᴗ❛๑)۶ 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：3D打印用于家具制造的技术与材料

3D打印技术的发展，使计算机辅助技术对家具制造的推动作用，从虚拟世界发展到现实世界，从家具的设计过程发展到家具的制造过程。3D打印家具充分运用了计算机辅助技术的运算和生成能力，在材料、结构、形态上也有了更多的扩展性。1. 3D 打印家具的特征站在技术创新角度，3D打印技术打印出的家具具有以下明显的特征。（1）3D打印家具具有免组装、一体成型的特征。目前在家具的大规模生产线系统中，从模具到零件，再从零件到产品有着复杂的工序，需要多个生产线来完成整个制造流程，整个过程中需要一定的加工数量才能满足成本需求。家具零部件和连接件之间通常呈现明显的组装性特征。而3D打印家具的整个制造过程，是从无到有地制造家具实体。对三维数据模型的完整、连续复制，可以使每单件家具的生产，都可以实现免组装、一体成型。这种生产工艺，使家具制造从研发到生产的流程大大缩短，同时降低了成本，满足了人们各个层面不同的需求。另外，对家具连接部位或连接件的一体成型制造，还有增强结构强度的作用。在建立虚拟三维数据模型阶段，通过对家具的连接部位或特殊连接件的结构设计，来减少或省去连接件，使连接部位的结构变得更加简单明了，并且增强连接强度。家具特殊部位可简化连接结构在生产需要活动连接（如旋转开合、抽拉等）的家具时，通过对连接部位阴阳面的设计，也可以实现去连接工件的目的。打印活动连接工件示意（2）3D打印家具具有骨骼化、多孔、夹层、蜂窝结构等框架结构特征。在创建虚拟三维模型阶段，结构设计师可以通过多边形拓扑或建立网格结构等手段，创建带有明显框架结构的模型外观。这些结构可以使打印对象“空心化”，达到大体积、轻重量的目的，使打印出的家具具有骨骼化、多孔、夹层、蜂窝结构等特征。3D 打印家具的蜂窝结构造型和弹性触感这种特征，能够在同等厚度下明显减轻家具的重量，同时节省材料，对打印过程本身和运输过程都有很大的好处。对特殊承重部位的骨骼设计，可以增强家具的结构强度。另外，由点、线组成的部分材料的家具的表面，也可以获得特殊的弹性性能，使之拥有更舒适的触觉感受。（3）3D打印家具具有曲线化、柔性化的特征。3D打印技术在制造家具时，根据三维模型数据在立体空间内直接打印家具材料，其打印的过程是由点成线、由线成体一步步塑造实体家具。对每个点的细节把握，使3D打印家具在造型的弯曲度和灵活性上，远远优于减材或等材技术塑造的家具。这种在三维空间上点的精确度的提高，使3D打印家具能够拥有更复杂的外观造型，具有曲线化、柔性化的特征。 3D 打印家具的曲线外观这种特征对家具有以下好处：使家具更符合人体工程学的要求，尤其是坐卧类家具，能更好地提高舒适度；赋予家具更高的艺术性和联想空间；更易于模仿自然，获得仿生性外观或结构。2. 3D 打印家具的优势（1）3D打印家具具有使用同种打印设备制造不同材料的优势。一般来说，根据家具材料的不同，目前家具制造工艺之间的区别是很大的。但是，3D打印技术打印家具时，某些3D打印设备可以兼具打印多种打印材料。因此，同一件家具或家具零件的虚拟三维数据模型，可以打印出多种材料不同的家具，使得同一款家具能够具有丰富多样的颜色和质感等。在未来，家具材料上的多样性，会随着更多新材料的发明体现得更加明显。这种优势将会给消费者提供更多的材料选择权，从而更好地满足消费者的特殊定制需求。（2）3D打印家具具有可替换性、可循环使用的优势。在自然资源越来越匮乏的时代，家具的环保性和可再生性，是生产者和消费者共同关注的重要指标。目前，市场上的家具，普遍存在着磨损后难以修复以及旧家具难以回收利用的困境。而3D打印技术可以从技术和材料两方面，使家具的回收利用环节变得轻松。其一，3D打印家具可替换性的表现主要在以下两个方面：一是3D打印家具的设计生产者可以选择建立分离式家具零部件的三维模型数据，以便于磨损零部件的替换。二是由于桌面级3D打印机的推广，使用家具的消费者也可以根据家具的三维模型数据或在家具生产者的指导下，打印出家具的某个部件，替换掉已经磨损或者坏掉的家具部件。这种贯穿生产者和消费者的多渠道的修复，使家具的寿命变得更加长久，修复过程也更加高效。其二，3D打印家具可循环使用主要体现在以下两个方面：由于3D打印材料多为人工复合材料，一是再加工回收利用的难度较小，对废弃家具的重塑比较容易。二是家具材料本身就可能是其他材料回收再利用的产物，因此这种循环利用的利用率，远高于现有的木制家具或木质材料合成家具等天然材料。3D打印家具的这种优势，可以更好地降低资源消耗，减少对环境的破坏。文章参考《3D打印家具的技术原理与发展趋势》欢迎关注٩(๑❛ᴗ❛๑)۶ 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：3D 打印家具的特征和优势