在工业领域，塑料功能部件的增材制造有着很高的要求，除了高质量和高强度，原材料的加工范围还须广泛，设备因此也需要具有灵活的可调节性。如今，一种将机床技术与3D打印相结合的混合机器—螺杆挤出增材制造系统，正在受到弗劳恩霍夫协会和阿博格的重视，前者是3D打印技术知名的研发机构，后者则是世界领先的塑料加工注塑机制造商，如此可以看出该技术的应用潜力。本期我们以阿博格打印机为例，介绍这种区别于FDM的塑料3D打印工艺。区别于FDM的塑料螺杆挤出增材制造系统 螺杆挤出工艺的一个巨大优势在于可以直接加工低成本的用于注塑的合格标准颗粒。打印机通过特殊的螺杆集成了材料制备功能。在将材料溶化后，通过高频压电技术按压的喷嘴开关喷出塑料液滴，并在控制机构的支持下准确灵活的定位这些液滴。与注塑模相比，阿博格螺杆挤出工艺通过对液滴大小和过程的控制实现了产品的高精度制造。打印机配有不同尺寸的喷嘴，直径分别为0.15、0.2和0.25毫米，喷出的液滴不是圆形的，其形状主要由材料粘度决定。这一点在厚度构建时需要注意：液滴高度决定了层厚—在0.14-0.34毫米间变化。下料频率从100-200滴/秒，最多可达200滴/秒；材料压力为150-500bar为了确定液滴的总量，还需要考虑形状系数，它反映了非精确圆形液滴的宽度和高度比。层厚和形状系数彼此相关，需要在对切片进行数学算法以及在设计机器特定的NC程序时考虑到这些。比如形状系数加倍会使一个液滴占据其四倍大的空间。可调节参数包括：界线数量、界线重合度、开始角度、增加角度、填充密度、料滴纵横比等掌握了其中的关系，就能有目的地使用结构性质。液滴之间越密集，组件被“包装”得越厚，其机械特性就越强。因此，当注塑件厚度与材料的相关性达到95%，抗拉强度就会达到97%（根据DINEN ISO527-02进行拉力测试）。层厚越小，结构表面就越光滑；层厚越大，则会缩短构建时间。同时处理多种原料，水溶性支撑个性化优化组件，多功能和多组分产品与其他的生产工艺相比，通过螺杆挤出工艺可以个性化地优化3D打印组件的质量和稳定性。这与各种生产材料有关，但前提条件是拥有“开放的生产系统”。阿博格3D打印系统不仅可以调节层厚、温度以及液滴位置等所有工艺参数，其特殊的特殊的螺杆结构还可完成材料准备功能，以此可以生产多功能和多组分产品。 夹钳抓手材料： ABS、TPU 和 armat 21层厚： 0.2 mm构建时间： 约 16 小时特点： 类似人体手指触感的活动功能部件，采用耐负荷的硬/软胶结合制成为了提高材料质量、实现优化的工艺设置，在高度自由的选择下要考虑到结构性构建方法。目前，适用于螺杆挤出工艺的材料库不断扩大，对于不同的热塑性材料都有相应的工艺设定。不仅可以使用增材标准材料 ABS、PC、PA12（无定型），还可以使用半晶体PP以及特殊塑料，如高温材料PEI、弹性TPU或生物聚合材料。材料： 生物聚酰胺层厚： 0.27 mm构建时间： 大约 22 小时特点： 包括外壳和固定钩的灵活的可负重功能部件阿博格3D打印的一项重要特征还在于，如同注塑工艺一样，可以加工低成本的合格标准颗粒，相比于传统FDM线材具有更低的材料成本。直接使用原材料可以高效生产单个或小批量部件、功能部件，也能个性化生产大批量产品。用于航空的PC和用于医疗技术的可吸收PLA，也可实现透明材料制造螺杆挤出增材制造系统的应用场合在塑料制品的开发过程中，通常需要根据塑料制品的设计CAD模型先获取该产品的原型，如果用户对原型是满意的，这时候就会进入到批量生产阶段，如果批量的规模并不大，那么通过3D打印的方式来实现就往往比传统的开模具的方式要更经济些；而且显而易见的，在小批量制造中，螺杆挤出工艺比传统的FDM也更具工业意义。基于此，阿博格希望开发能够替代经典大规模塑料注射成型的小批量生产增材制造设备。源自在塑料注射成型领域和机械制造领域的的专业经验，阿博格引用与注塑机接近的原理实施打印，使用的材料也与注塑生产线一致的粒料，这使得不同的生产技术之间没有太大的供应链上的跨度需要调整。除此之外，相比FDM技术，阿博格螺杆挤出工艺制造的产品具有更优的质量，其产品也已在航空航天、汽车、医疗以及消费品等行业获得应用。END从注塑的角度考察增材制造，便产生了这种突破传统FDM的塑料成型工艺，它的突出特点包括低廉的材料价格与设备广泛的适用性，甚至在功能性方面也同样表现突出。除了阿博格，德国弗劳恩霍夫机床和成型研究所在3月15日也宣布成功开发出了类似工艺，其速度比传统3D打印机快8倍，而且使用的同样是低成本的原材料。塑料颗粒螺杆挤出工艺在速度、成本、功能性和设备适用性上的突破，无疑为塑料3D打印的工业生产铺平了道路。欢迎转发延伸阅读：先进材料正在塑造聚合物增材制造的未来高强耐用 PLA 3D打印材料及其设备PEEK特种塑料应用实例及当前打印工艺利用高性能复合材料和金属3D打印解决制造挑战 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：高速、灵活、开放式的螺杆挤出增材制造系统

近期，来自中国科学院空间应用工程与技术中心的研究团队使用远铸智能（INTAMSYS）高性能材料3D打印机FUNMAT HT对自主研发的碳纤维/PEEK复合材料进行3D打印工艺的系统研究，取得重要科研进展。相关成果以论文《Flexural Properties and Fracture Behavior of CF/PEEK in Orthogonal Building Orientation by FDM: Microstructure and Mechanism》为题，发表于国际著名期刊《Polymers》(原文请进QQ群下载)，博士研究生李秋实为第一作者，赵伟助理研究员、王功研究员为该研究论文通讯作者。INTAMSYS FUNMAT HT打印机与第一代产品相比，FUNMAT HT 1.5具有自动调平功能，更加智能和易用。升级的高性能运动控制系统，打印精度更高，速度更快，可满足对于打印质量有苛刻要求的客户需要，可以实现高重复性的小批量制造。采用的微晶玻璃打印平台，不仅提高了加热效率，而且消除了铝基加热平台带来的热变形，使打印平台在高温下具有更好的平面度。聚醚醚酮，简称PEEK，是一种热塑性聚合物，具有高强度，耐高温，耐化学腐蚀等特点，对3D打印行业有着举足轻重的影响。目前，聚醚醚酮已被用于制造3D打印卫星、3D打印汽车零部件、人体植入物，未来还将可能涉足其他领域。在PEEK 3D打印技术中，与大多数非金属材料类似，FDM工艺制造打印件的Z向层间结合力远低于X、Y方向，被认为是限制其应用的重要因素之一。碳纤维PEEK 3D打印材料制备与打印过程赵伟、李秋实等学者通过在丝材中掺杂碳纤维，并运用远铸智能FUNMAT HT机器研究了垂直打印方向对碳纤维聚醚醚酮3D打印件弯曲性能的影响，这种垂直方向打印的弯曲样条具有优异的力学性能，弯曲强度达到146 MPa，重要的是，还与传统注塑件具有接近一致的弯曲强度。3D打印参数名称打印参数打印头直径0.4mm打印头温度400°C腔体温度90°C打印底板温度160°C打印速度15mm/s打印件层厚0.1mm填充角度+45°/-45°打印头、底板距离0.08mm碳纤维掺杂与垂直打印方式样件弯曲性能对比作者发现碳纤维的引入，不仅提高了打印件的刚性强度，而且结晶度更均匀，同时分析了碳纤维引入和打印方向对于打印件微观结构组成、打印件受力断裂模式，这些都有利于大型部件的制造。同时，可以观察到运用远铸智能（INTAMSYS）3D打印机通过改变打印方向和打印参数，除打印件具有优异的力学性能，还具有较为光滑的表面。样件CT扫描结果总之，该研究提出了一种普适性的制备满足多种受力情况PEEK打印件的方法，该方法为制备大型打印件提供了新思路，通过调节其他掺杂组分、打印方向和微观结构，运用远铸智能（INTAMSYS）3D打印机和INTAMSUITE软件，使得PEEK碳纤维材料有更强的空间适应性和更多的功能性，所制备的PEEK打印件有望在耐高温工业部件、汽车航天等领域得到进一步的应用。欢迎转发延伸阅读：几种碳纤维3D打印技术PEEK特种塑料应用实例及当前打印工艺先进材料正在塑造聚合物增材制造的未来 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：中科院空间应用中心碳纤维/PEEK复合材料FDM 3D打印研究取得重要进展

作为工业3D打印的巨头，GE Additive设计了有名的发动机喷嘴，如今却跨界玩起了时尚。在被誉为“时尚界奥斯卡”的纽约大都会艺术博物馆慈善舞会红毯走秀上，服装设计师扎克·波森联合GE Additive的设计团队推出了一系列的3D打印服装，将舞会推向了“科技时代的时尚”高潮。3D打印的服装部分由服务商Protolabs完成制造，所涉及的技术包含了三维扫描，SLA、EBM甚至惠普的多射流熔融技术。本期我们就来看传统大工业巨头如何使用3D打印玩转时尚舞会！三维扫描、光固化、EBM、先进树脂、钛合金参与制造超豪华玫瑰礼服礼服本身由21个独立的光固化3D打印花瓣组成，每个花瓣的尺寸约50cm，重约0.45kg。材料选择的是3D systems的高强白色树脂，同时它还具有很好的耐用性（可以用来制作游戏手柄），花瓣表面使用杜邦公司底漆和变色汽车漆实现反射效果。在制作这件礼服之前，设计师首先完成了对模特形体的三维扫描，总共花费一个小时，这也意味着这件礼服实际上完全为她打造。花瓣的固定仍然是个问题，礼服本身的重量已经达到了20斤，由于各自独立，只能悬挂在模特身上。设计团队再一次增加了技术介入，他们使用了Arcam EBM金属打印技术制造了钛合金的固定支架以实现强度和重量的完美结合。这套礼服的总制作时间达到了1100小时，涉及的公司之多，技术之先进，材料之丰富，着实让人咂舌。裙子精致易碎，需要五个人帮忙才能顺利穿上此外他们还采用DSM Somos的透明树脂打印了紧身衣，由四部分组合而成，同样使用了三维扫描，最后通过湿法打磨和喷涂实现了玻璃效果，整个制作过程花费200多个小时，不过这件礼服是为另一位模特准备的。惠普多射流熔融和光固化技术参与制造的绚丽配饰3D打印的领饰棕榈叶形状的领饰也是采用光固化技术制造而成，它采用的Accura 60树脂非常适合制造汽车镜头和其他照明组件，使用珠光紫色完成喷涂，整个生产过程花费56个小时。3D打印的头饰这顶3D打印的头饰看起来很像金属，实际上是使用惠普多射流熔融技术（粘结剂喷射）和尼龙12打印后经镀铜实现，整个制作过程超过22小时。3D打印的衣饰为了给3D打印的佩饰增加细节效果，设计人员对其进行了真空金属化处理，并使用Pantone 8081 C进行喷涂。这件礼服上包含408件佩饰件，耗时超过160小时。时尚设计师和3D打印设计师的思维碰撞每年一度的Met Gala都代表着时尚创新的高度，以它为背景的大都会艺术博物馆服装研究所收藏了超过33,000件可追溯到15世纪的服装和配饰。该晚会欢迎名人明星、年轻创意人士和行业翘楚，是纽约最独特的时尚活动之一。设计问题波森旨在将视觉艺术冻结在运动的自然物体中，他向GE工程师展示了设计灵感并绘制了草图。在玫瑰礼服设计阶段，波森将纸瓣钉在人体模特上来确定礼服形状，然后由GE工程师使用CAD实现该创意。GE Additive的设计工程师介绍，与时装设计师合作的最大挑战是他们不熟悉3D建模，需要花费时间理解数字模型的概念；而对于3D打印工程师的困惑在于，如何在模型中实现“运动和能量”的美学展示。通过双方的反复沟通，最终的模型能够实现波森的艺术追求，同时又能保证设计适用于3D打印。材料问题当设计最终定稿后，服务商Protolabs则建议先进行模型缩小版试做。GE Additive和Protolabs必须确定哪种材料最能满足不同设计的功能需求，同时要计算清楚制作完成的重量，如紧身衣需要完全透明，而其他饰品则需要耐用并且能够抵抗冲击，还要考虑穿戴的重量问题。除此之外，这些3D打印的礼服几乎没有弹性，这意味着在设计之初就需考虑穿戴问题，因此上文提到的三维扫描和其他配套技术也是必须的。3D打印玫瑰袖扣GE Additive介绍，与设计热交换器或燃料喷嘴相比，这些有机形状的设计需要非常不同的建模技术和CAD工具，对于工业设计师来说这无疑是一项挑战。而对于时尚行业，设计的解放和复杂制造的优势则为时尚设计开启了另一扇大门。END3D打印在时尚界正在发挥越来越多的作用，今年的展示确实惊艳，这显示出3D打印的优势正在被越来越多的人所认识，这样的活动也会起到更多的示范作用。除了设计师扎克·波森，还有知名的艾里斯·范·荷本，他们为3D打印在普通消费者中传播做出了重要贡献。对于绝大多数的传统行业来说，三维建模和3D打印同样陌生，GE Additive的跨界演绎，更是让我们认识到专业的3D打印公司在交叉行业所能发挥的重要作用。欢迎转发延伸阅读：科技与艺术的融合：2018 3D打印高定服装秀FDM与SLS技术用于服装打印---材料与工艺当矿泉水瓶遇上3D打印变身时尚单品 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：看工业巨头GE Additive如何使用3D打印玩转时尚

日前，德国教育和研究联合部门（BMBF）正式启动了“汽车增材制造工业数字化”项目，该项目由包括宝马、吉凯恩、、亚琛工业大学、弗朗霍夫激光技术研究所在内的12家企业和研究机构共同参与推动，旨在通过引领增材制造在汽车工业中的应用来增强德国制造业强国的地位。IDAM计划该项目被命名为IDAM（Industrializationand Digitization of AdditiveManufacturing），目标是促进“汽车系列工艺的增材制造（AM）的工业化和数字化”，降低成本和减少工时（如模具制造环节），更好满足定制产品的需求。宝马生产的金属3D打印器件通过将金属3D打印集成到汽车行业传统生产线中，IDAM计划未来每年至少批量生产50,000个组件和10,000个零配件用于汽车生产，同时保证零件的一致质量并释放目前极高的成本压力。将人工部分从35%降低到5%以下，使生产成本减半目前IDAM计划中的两条几乎完全自动化的增材制造生产线正在进行安装调试，它们分别位于宝马增材制造中心和吉凯恩粉末冶金工厂。新的生产线涵盖了从数字化到制造再到后处理的整个流程。不仅将人工部分从目前的35%降低到5%以下，还使零部件生产成本减半。由GKN和保时捷联合开发的结构优化差速器壳体，是金属打印不断发展的新型电动驱动动力系统应用之一跨学科合作，促进产业发展作为该项目的一部分，IDAM合作伙伴将开发用于金属3D打印的系列模块化生产设施，其中包括粉末处理、监控和后处理的自动化流程。按弗朗霍夫激光技术研究所的解释，“由大型制造企业集成该模块，便于增材生产的大规模应用”，“此外，还方便以此制定行业标准，通过跨学科合作实现的IDAM项目能够全面检验金属3D打印在汽车工业中的应用，并在实际生产中持续完善”。END在该项目中，宝马集团在很大程度上是幕后推手。金属3D打印技术的使用将可持续性地增强德国的技术领先水平和该国本身作为制造强国的地位。欢迎转发延伸阅读：奥迪实现高效3D打印产出的应用经验大众汽车：在生产线上使用3D打印机进行车辆生产宝马：自2010年以来制造了100万个3D打印零件福特汽车：借助3D打印技术重塑汽车生产线 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：德国推动汽车产业金属3D打印工业化集成 增强制造业强国地位

整个四月至今，3D打印在生物医疗领域发出了一个接一个的重大消息，这些可能将改变未来医学的新进展包括3D打印的活性心脏、肺部器官以及能够生长发育的骨组织。在节后的第一天，我们以视频和文字的形式介绍这些新进展的基本情况以及它将给人类生活带来的改变。3D打印的完整心脏，拟一年后移植到动物体内4月15日，以色列特拉维夫大学研究人员宣布，他们用人类的脂肪组织，通过3D打印技术制作出了一颗“人造心脏”，虽然只是一个微缩版的原型，却是人类“首次成功设计并打印出一个具有细胞、血管、心室和心房的完整心脏”。 3D打印活体心脏的过程：•从患者脂肪组织中分离出细胞和α-细胞材料；•脂肪细胞被诱导转化为胚胎干细胞；•胚胎干细胞分化为心脏或内皮细胞等细胞；•使用CT扫描，勾勒出心脏大体结构，包括心脏的形状、心房心室尺寸以及主要血管的走向；•使用胶原蛋白和糖蛋白等材料，制作水凝胶，3D打印出可降解的生物支架或骨架；•把分化好的细胞，培养进入支架相应的部位，最终培养出心脏结构。目前，这颗心脏胞可以收缩，但尚不能像正常心脏一般搏动泵血，这也是研究人员们下一步的主攻方向。按计划，他们将在1年多后开启动物实验，研究这种人造心脏用于器官移植的可行性。心脏3D打印过程3D打印活性仿生骨，可在生物体内自然生长4月18日，西北工业大学汪焰恩教授团队3D打印活性仿生骨技术取得突破性进展，团队研制的3D打印活性仿生骨可以做到与自然骨的成份、结构、力学性能达到高度一致。 骨缺损是骨科临床常见疾病，传统的金属、高分子材料人造骨没有生物学活性，无法在人体内发育。而此次3D打印的活性仿生骨则可在生物体内“发育”，甚至使自体细胞在人造骨中生长，最终，人造骨与自然骨很好地生长在一起。3D打印方法及技术难点：采用激光对被打印对象进行片层扫描，还原对象的宏观和微观结构。在配比材料、铺粉打印环节，传统3D打印的材料单一、密度一致、粉体单一、铺粉均匀，难以满足仿生骨的打印需求。汪焰恩团队不仅研制了一套打印控制系统，还攻克了打印的关键机械技术，实现了仿生打印的结构复杂、密度不均、复合粉体和非均一铺粉。这套设备独创的常温压电超微雾化喷洒技术，突破了细胞液、蛋白液喷洒速度、喷洒量难以精细控制的技术瓶颈，处于国际先进水平。汪焰恩教授团队目前已经掌握了仿生骨、软骨和皮肤的3D打印技术。下一步，他们将继续探索真皮层中汗腺、毛囊、皮脂腺等结构的稳定打印技术，做到与自然皮肤非常接近，这无疑对于解决皮肤组织缺损具有重要意义。3D打印的仿生骨光固化3D打印，制造具有复杂血管结构、会呼吸的肺5月3日，《Science》最新一期封面文章带来了美国莱斯大学与华盛顿大学的研究团队的一项里程碑式发明，他们采用立体光刻3D打印技术制造了肺部错综交缠的血管网络以及用于运输空气、淋巴液等物质的管道。 这枚3D打印的肺具有完整的血管结构，能够朝周围的血管输送氧气，完成“呼吸”过程。器官3D打印的最大难题：器官3D打印的最大难题是无法打印那些为组织输送营养的血管以及器官内部独立的管道系统，如肺部既有血管又有气道，肝脏既有血管也有胆管，这些互相交织的管道网络在生理和生化上相互联系，其结构与其组织功能息息相关。如何在3D打印器官的过程中兼顾多种不同的管道系统，成为了科学家们的研究重点。3D打印的可呼吸肺泡组织此次研究人员利用光固化3D打印技术和一种特殊的光吸收剂形成技术实现了血管和内部管道的制造。在实验过程中，研究团队通过多种人工组织模型验证了3D打印技术制造带有复杂血管结构的可行性。除了3D打印肺泡模型之外，他们还制造了肝脏组织，研究表明，这些肝细胞能在体内生存，这说明3D打印的肝脏组织中的血管能够有效为组织细胞输送养分。END从这三项重要进展也可以看出，3D打印对于医疗的贡献是巨大的。在未来10年，人们有可能会采用自身的组织细胞制造出活性的组织和器官，这无疑能够最大程度解决移植器官的供体短缺问题。虽然从实验研究到临床应用还有很长很长的路要走，但我们期待这些技术能够日臻完善，从而为人类未来生活带来新的希望。欢迎转发延伸阅读：医疗奇迹：3D打印如何改善我们的生活3D打印如何辅助医生手术，如何宽慰患者中国科学家如何采用干细胞实现血管3D打印 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：3D生物打印的革命：会跳动的心脏，会呼吸的肺和会生长的骨

4.29日下午，TCT Asia官方举办2019年TCT深圳展新闻发布会，正式宣布首届TCT华南3D打印、增材制造展览会将于2019年10月 15日-17日在深圳会展中心举行。 TCT boss，Duncan Wood发布会现场主办方宣布目前已有100家展商确定参加，根据预测将会有6000名专业观众参与这场盛会。而根据笔者在上海展会的感受，TCT已经不再如往年那般如同行业聚会，越来越多的工艺链不同环节的供应商正在参与进来。深圳目前已经发展成为华南最为活跃的3D打印产业城市之一，创新能力强，发展也极为迅速。作为华南展的主办城市，深圳必将吸引华南3D打印及传统制造企业的踊跃参与，这对促进本行业发展和传统制造业对3D打印的接纳和应用具有重要意义。现场，Carbon、formlabs、大族激光、广东汉邦、中山盈普分别进行了主题分享。Carbon已悄悄进入中国发布会现场，Carbon公司宣布已在2018年成立恺奔科技（上海）有限公司（Carbon香港公司100%控股），经营范围包括3D打印技术开发，技术咨询和服务，3D打印设备、材料、软件、硬件及辅助设备的批发、进出口，以及相关配套服务和自有设备租赁。Carbon中国负责人Carbon最突出的技术优势在于其超快的打印速度以及优异的材料性能，它将传统的树脂3D打印技术推向了批量制造和终端部件制造的前沿，因此受到众多资本的青睐，同时也逐渐威胁到传统注塑成型的地位。进入中国后，Carbon仍将采取只租不卖的模式，按年收取费用。这一方面降低了终端用户尝试Carbon技术的初期投资压力，另一方面也使得终端用户在面临Carbon后期设备技术更新的时候，能更轻松的切换到更新版本的设备。只租不卖，能不能行？以M1为例，Carbon在美国实行的规则是，用户必须每年支付40000美元（至少三年），而且第一年有一个强制性的培训课程（10000美元）以及配件部分（14500美元），这是64500美元的前期成本，三年内则会上升到144500美元。树脂的价格从99美元到399美元不等，如果再配一台自动清洗设备，那么每年需要额外花费10,000美元。（以上数据来自3.29日外媒分析）简单地说，这太贵了。还有一个问题，售后怎么解决？ENDCarbon的技术确实没得说，但价格昂贵也是不争的事实。不过，国内目前也有与之类似的替代技术。笔者由于个人原因未能接受TCT的邀请，最后，我们期待今年TCT下半场——深圳展，也期待五一假期。欢迎转发延伸阅读：2018 TCT 应用篇Carbon 推出 CLIP 新型大尺寸光固化 3D 打印机Carbon公司会来中国吗？它的商业模式如何？应用市场发展情况怎样？ 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：2019年TCT 3D打印展下半场—深圳展：Carbon已来中国，及可能面临的问题

据国外调查机构SmarTech Publishing的最新报告，鞋类3D打印将在未来10年内达到63亿美元的市场规模，如果这一消费品细分市场能够在未来满足消费者的需求，那么大部分功劳可能要归功于五家主要的鞋类公司，因为他们在开发鞋类有效数字制造方面已经进行了大量投资。正如我们将在下面的文章和图表中看到的，这些领先的鞋类品牌——阿迪达斯、耐克、安德玛、New Balance和Reebok （锐步），都在依赖于不同的3D打印技术和材料制造不同的鞋类结构和产品。在先进制造业的总体宏观趋势之下，大规模定制和数字化生产正在成为大形势下的小趋势。本文仅关注主要鞋类制造商的3D打印制造活动，并不意味这是鞋类制造的唯一手段或最重要的手段。在鞋类3D打印中还涉及鞋垫/凉鞋、模具和原型制造。阿迪达斯应用：可变晶格结构中底技术：连续液态界面制造（CLIP）技术技术提供商：Carbon材料：聚氨酯数据特点：生成设计adidas是在鞋类批量生产中使用3D打印最重要的品牌。该公司使用Carbon数字光合成技术已经生产了超过100,000双带有聚氨酯中底的跑鞋，该公司表示在未来几年内会将产量提升至几百万双。阿迪达斯拥有足够的Carbon打印机，可生产百万双3D打印运动鞋，其采用的树脂材料具备足够的强度和柔韧性，不仅形状新颖，而且能提供十分舒适的穿着感。adidas Y-3 Runner 4D IIFuturecraft 4D是阿迪达斯首次涉足3D打印的项目，其特点是采用了生成式设计的中底。第一批跑鞋的生产成本高达300美元（很快售罄），但由于规模经济开始发挥作用，降低了材料和打印机的成本，因此后续的批次价格一直在下降。在小试牛刀之后，阿迪达斯后续推出了几款新品，包括AlphaEdge和Y-3 Runner，证明了这项技术已经初具品牌实力。耐克应用：大规模定制鞋面，定制足球钉鞋技术：FDM（固体矿床模型），SLS技术提供商：EOS，Prodways材质：TPU / 尼龙数据特点：仿生、定制设计耐克是首批在高性能产品开发中大量使用3D打印的公司之一，该技术用于快速迭代功能部件。耐克公司推出的Nike Vapor Laser Talon是第一款专门设计用于赋予运动员更快速度和更大力量的3D打印运动鞋。3D打印允许测试、迭代和创建传统制造工艺无法实现的形状，这有助于更快地推动创新的极限，这是耐克使用3D打印的重要原因。Nike FDM技术制造鞋面（点击图片观看视频）如今，耐克与Prodways合作，使用该公司的SLS技术和TPU材料开发创新型的3D打印中底。针对劳动密集型的鞋面生产，耐克也正在开展TPU熔融沉积技术试验，旨在使用该技术进行3D打印纺织鞋面制造。与传统的2D织物相比，3D纺织品通过在经纱和纬纱之外增加互连而提高了动力。New Balance应用：限量版，定制钉鞋技术：SLS，SLA技术提供商：EOS、3D Systems、Formlabs材料：尼龙、TPU、高性能耐用树脂数据特点：仿生、生成式设计New Balance是第一批为多种应用尝试3D打印的公司之一。2016年，New Balance与3D Systems合作推出的带有3D打印TPU弹性中底的Zante Generate跑鞋，是第一款商业化的3D打印跑步运动鞋。然而该型号当时只能在其官网和波士顿的体验店购买，数量也不过只有44双，价格则达到400美元。New Balance Zante Generate在其他项目中，New Balance还与EOS合作，为其精英运动员使用设计驱动模式进行3D打印定制钉鞋制造。此外，该公司还一直与Formlabs合作开展一独立项目，旨在通过该公司经济实惠的SLA打印机和新开发的材料大规模定制高性能鞋类；与Russell Finex的合作则将自动化表面处理技术用于3D打印中底制造。安德玛应用：限量版中底技术：SLS技术提供商：EOS材料：TPU数字数据：生成设计Under Armour是一家将创新作为其战略关键要素的运动品牌公司，也是最早采用3D打印进行终端产品制造的公司之一。该公司的第一款3D打印运动鞋UA Architech于2016年推出，采用Autodesk软件设计和EOS 激光烧结技术生产。安德玛最新的UA Futurist3D打印中底运动鞋第二款产品UA Futurist于2017年推出，售价300美元，是Under Armour迄今为止最昂贵的鞋品系列，同时也是该公司迄今为止最大批量的3D打印运动鞋。对于这两代鞋品，Under Armour的产量翻了两番，从最初的Architech 96双，到Armour的410双。目前，该公司正在生产一批超过2000双的新品。锐步应用：大规模鞋面3D打印技术：liquid drawing（液态沉积）技术提供：内部开发材料：巴斯夫聚氨酯数字数据：生成设计2018年，Reebok首次推出Liquid Floatride Run运动鞋，采用与Liquid Factory相同的技术制造，该过程类似3D绘图。这款鞋专为远距离跑步、有氧运动和舒适运动而设计。2016年，Reebok推出了液体制造工厂，采用基于机械臂的气动挤压工艺替代模具直接制造鞋面。 锐步 Floatride Run 3D打印制造工艺售价180美元的Floatride Run跑鞋将公司现有的Floatride Run运动鞋与Liquid Factory 3D打印技术融为一体，使整体重量减轻了20%。此外，锐步公司用流体式花边代替了传统的鞋带，这种特殊结构是直接3D打印而成，能够在不牺牲跑鞋稳定性和支撑性的前提下，为用户提供最大的舒适性。未来会怎样？虽然每次提到3D打印跑鞋便会引起很多关注，但与整体鞋类市场相比，3D打印跑鞋生产的数量仍然微不足道。当以大规模生产为目标时，鞋类产品与巨大规模的经济动力发生冲突，这可能会使注塑中底的价格（即便是具有晶格结构的中底）降至约1美元。直接3D打印如何与这种生产力竞争？在外包、自动化、定制和创建更复杂和有效的几何结构方面是否有足够的附加价值来证明实施3D打印生产线所需的投资是合理的？事实上3D打印行业的发展正在使这一状况发生变化。3D打印材料的价格，尤其是Carbon的技术和材料的使用成本已经大幅度降低，其树脂每公斤降至50美元左右，这主要得益于设备更高的生产能力和阿迪达斯的大量需求。激光烧结材料的价格仍然很高并且有局限性，但新的粉末床成型技术，如HP的MJF和voxeljet的HSS技术可能有助于提高制造效率，从而降低材料价格并减少投资。此外，鞋类结构的直接3D打印并不会很快取代注塑成型。但在一个2600亿美元不断增长的全球市场中，这两种类型的产品可能都有足够的施展空间。欢迎转发延伸阅读：解读：3D打印用于制鞋领域耐克：这次打印的不是鞋底，是鞋面最贵跑鞋穿上之后是什么feel？高清细节展示从先进制造的角度谈丁香园天价鞋垫的是与非 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：五大鞋类领导品牌使用3D打印引领鞋业制造的未来

2018年，宝马集团3D打印生产中心的产量超过20万件，GE庆祝了第30000个3D打印的燃油喷嘴，西门子3D打印燃气轮机燃烧室成功运行8000小时，这些令人瞩目的事件背后是3D打印在应用层面经过多年积累，开始由量变产生质变的结果。关于3D打印的质量越来越被认可，越来越多的行业开始引入3D打印，活跃的产业背后，是哪些前沿技术支撑着制造商业绩一路上涨？3D SYSTEMS公司副总裁兼中国区总经理周美芳女士分享了关于增材制造的看法： 细数市场变化，3D打印产业已逐步从服务于原型过渡到服务于小批量制造，最终落地于产品生产。实际上不只是3D Systems，传统的增材制造设备商EOS、Stratasys以及国内华曙高科等也陆续推出了迎合快速、大尺寸的3D打印设备；而后起之秀Carbon、Desktop Metal、HP则更为直接，他们带来了3D打印技术的变革，目标直指3D打印条件下的批量、直接和快速制造。3D打印从原型到实际零件3D打印在技术形式上的变化与绿色、柔性、高产和数字化生产密切相关，这从另一方面也表现出，这是设备制造商根据市场需求作出的预判，传统生产制造的方式，正在发生变革。迎合市场需求，保持创新，才能不惧挑战对于设备商而言，市场生产的需求极大推动了用于生产的设备销量。从塑料到金属，从铸造到机械加工，从航空航天到消费品，3D打印正以前所未有的速度影响着与制造相关的一切。而针对于市场需求所做出的改变使传统企业获得了新增长点，从事SLA技术多年的3D SYSTEMS于近年开始推出金属打印机，传统二维打印巨头惠普更是凭借新技术改变着3D打印行业并加快了传统制造方式的变革。ProJet MJP 2500IC打印的蜡模及其铸件然而当前3D打印行业正处于艰难爬坡的阶段，对于3D打印的发展更是衍生出不少挑战：由于部分材料性能的影响，使得一些用于原型制造的技术发展速度相对滞缓；在制造业延续低迷的情况下，企业对增材制造领域的投资热情相对延迟或消减。CNC制造的部件价格约等于3D打印部件的10倍但挑战的另一面则是机会，通过加快新品研发进程，推出颠覆性的技术，使企业可以抓住商机。3D打印需要进一步提高速度，在保持产品精度的前提下，解决客户最关注的成本问题，一次性满足成本和效率的双重要求。这是任何从事3D打印的公司，都要面对的问题。金属打印须解决制造痛点金属打印的痛点集中在设计、工艺、后处理加工、速度、成本以及有限的加工能力等方面。而如今，尺寸看起来正在获得突破，无论是传统的SLM还是粘结剂喷射技术，新型的大尺寸打印机正在进入传统制造的生产车间，随之而来的是成本的降低和效率的提高。3DSYSTEMS Factory500在工艺和设计方面也已经看到很明显的变化，基于打印过程的智能控制和仿真正在获得认可，针对增材制造和传统制造衔接的设计软件也在获得突破。以3DXpert™为例，它涵盖了整个金属增材制造流程所涉及的结构优化、晶格创建、计算路径、排列构建平台、发送数据等过程，甚至在必要时可执行机加工流程直到完成成品制造，这些都可以在一个软件解决方案中完成。END无论是大尺寸的3D打印机还是如3DXpert™这样的专业软件，实际上都是在实践工业4.0的规划。工业4.0的落地，首先应该解决的是产能过剩的问题，增材制造技术正是以订单为生产基础的绿色制造。不管是航空航天、汽车模具，还是消费品与医疗，都需要智能化的制造手段，为中国制造的转型升级添砖加瓦。欢迎转发延伸阅读：3D打印在各工艺领域的巨头公司及其主营业务南科大：一种将3D打印钛材料价格降低10倍的方法3D打印技术的应用对企业创新独占的挑战与对策专门的增材制造业务部门对整个公司采用新工艺的重要性 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：2019增材制造关键词：绿色、柔性、高产、数字化

3D 打印技术近几年在医学领域得到了较为广泛的应用，尤其是在口腔种植修复领域影响较大。那么3D打印对于口腔治疗的效果如何？如果好，为什么一直没有推广开？如果不好，为什么又得到大力提倡？在采用3D打印进行治疗的过程中，医生有哪些体会，患者又面临哪些问题？本期我们用数据说话。专业口腔科的调查研究针对3D打印技术在口腔种植领域的应用效果，深圳市儿童医院口腔科对此进行了相关研究。研究对象选取2017年5月至2018年5月该院接受口腔种植的106 例患者，他们被随机等分为研究组（3D打印治疗）和对照组（传统治疗）。患者均知情同意参与该研究，且得到了院伦理委员会的批准。两组患者的性别、年龄差异不对统计结果造成影响。传统治疗过程对照组使用传统种植方法进行治疗。患者在院检查后，应用传统的义齿制作技术，根据患者牙槽骨部位的形状大小等为患者制作义齿和植入。机加制造植入体治疗期间根据患者的不同情况密切关注义齿与牙槽骨是否契合，避免患者出现一系列的牙槽骨以及邻近牙齿炎症反应，一旦出现，应立即为患者做出相应的处理。3D打印介入治疗过程研究组使用3D打印技术进行治疗。医护人员使用安全的印模材料对患者口腔的缺牙部位进行口腔取模，待取模成功后注入石膏将该模型塑造出来，并且要使用三维扫描仪对该模型进行扫描，对患者牙齿表面的一些基本图像获取并分析。与此同时，为患者进行CT扫描获得口腔三维图像，分析患者口腔内部的神经走向、牙齿以及牙槽骨的结构。口腔内扫描通过之前患者口腔数据的收集与分析，使用三维图像处理软件将其整合处理和图像重组，医师可根据这个比较全面的图像为患者选择合适的种植体及手术方案。之后将设计出的导航模板打印出来，并在第一时间种植到患者的口腔中。3D打印的具有骨小梁结构的植入体3D打印的种植导板待种植体与患者的牙槽骨紧密结合之后，再在种植体上为患者接上一颗“人造牙”，数据采集之前需患者进行口腔清洁，手术后，要时常关注患者缺牙部位牙槽骨的变化以及邻近牙齿的感觉。评判标准将两组患者种植体与牙槽骨的契合情况以及术前术后 3、6、12 个月疼痛评分进行比较。疗效判断标准：显效: 患者种植体与牙槽骨十分契合，患者并未出现炎症等不良反应;有效: 患者种植体与牙槽骨较为契合，不影响患者正常咀嚼功能，偶有疼痛;无效: 患者种植体与牙槽骨后期十分不契合，在种植后期患者出现剧烈疼痛、无法咀嚼。疼痛评分，采用视觉模拟评分法( VAS)0 分: 无痛;1-3 分: 有轻微疼痛，能忍受;4-6 分：疼痛并影响睡眠，尚能忍受;7-10 分：疼痛渐强剧烈，难忍，影响食欲，影响睡眠，采用统计学方法处理数据，检验水准α= 0.05。结果比较从治疗效果来看，3D打印介入治疗虽也有失败案例，但其对于提高术后治疗效果、促进愈合、减少炎症发生确实发挥了重要作用。最直接的数据表现在手术成功率提高了21%，以及术后疼痛值的大幅降低，尤其是术后6个月患者几乎不再感到任何疼痛，这相对于传统治疗效果来说是显著的提升。治疗效果比较手术费用、手术用时比较疼痛评分比较（分）治疗效果的提升也预示着患者要付出更多的费用，采用3D打印介入治疗的费用是传统治疗的3倍多，医生所需要的手术时间也达到了传统手术用时的2倍以上。END3D技术用于口腔种植领域，主要就是将传统的口腔CT 扫描、口腔图像处理以及3D打印技术联合在一起，通过图像数字化采集重构、CAD/CAM 专业设计、标准化3D打印制造、规范化种植治疗等多项技术最终将患者的图像信息转变为较为简便的数据信息，并且通过多项技术的支持，医师可以直观地通过电脑预测患者的术后情况。3D打印技术在口腔种植领域的应用还克服了2D扫描影像中的一些问题，如出现影像重叠等容易造成患者误判错判的信息， 3D打印技术能够降低这种风险，而且能够大大减轻医师的工作负荷，提高诊疗安全性。但是，3D打印技术同时面临很多问题，包括对医师技术的要求较高、临床费用较高等，因此3D技术在口腔种植领域的推广还需要一定的实践与时间。欢迎转发延伸阅读：3D打印将彻底颠覆口腔正畸治疗方式医疗奇迹：3D打印如何改善我们的生活动画揭示：髋臼杯的机械加工、3D打印及植入过程3D打印如何辅助医生手术，如何宽慰患者 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：3D打印在口腔种植领域的应用效果如何？

3D打印的优势已经不能谈再多，在航空航天、卫星制造等方面，它几乎受到所有航空大国的重视。德国开展了热塑性材料（PA）3D打印在卫星大规模生产中的适用性研究；美国则采用金属3D打印技术制造直接制造卫星器件，甚至用来增强卫星射频滤波器的生产。2018年，嫦娥四号任务“鹊桥”中继卫星的成功发射实现了我国3D打印部件在轨应用，与此同时我国还将该技术用于卫星等离子体推进器筛网等器件的制造。航空大国无一不再积极探索3D打印的应用潜力，真正的区别在于，应该如何用好这门技术。本期我们来看欧洲航空航天制造商Thales Alenia Space，如何借助3D打印为卫星任务量身定制。79个金属零件与350个塑料零件的3D打印在轨应用Thales Alenia Space于2015年开始利用3D打印进行卫星部件制造，从铝合金天线支架的首次尝试，到此后每颗卫星上都有3D打印零部件，至2017年Thales Alenia Space已经将79个金属3D打印零件和350个塑料3D打印零件发射至太空并实现在轨应用。Thales Alenia Space金属天线支架在79个部件中，其中47个具有不同的设计用于执行13种不同的功能。塑料零件则全部相同，用于推进系统的支架，在此前发射的十颗卫星中，每颗卫星上面有35支3D打印的塑料支架。Thales Alenia Space为韩国通讯卫星制造的天线支架（450 x 400x 210mm）在今天Thales Alenia Space开展的Spacebus Neo（地球静止轨道卫星平台）项目中，公司计划将3D打印投入批量生产，实现更大规模的应用。大型金属3D打印部件用于卫星平台项目Spacebus Neo卫星将配备4个由铝合金制成的反作用轮支架以及16个天线展开和指向机构支架（4个铝合金和12个钛合金支架）。3D打印的反应轮支架旨在满足市场对低成本的需求，这种新的设计和制造方式使成本减少了约10％，并且使生产计划缩短了一到两个月。除此之外，新部件重量减轻了30％，性能也得到了提升。3D打印支架安装在Konnect卫星的一个部件上为了生产这些大型反作用轮支架(466 x 367 x 403 mm)，Thales Alenia Space采用的是Concept Laser Xline 2000R金属3D打印机，该打印机具有800 x 400 x 500 mm的构建尺寸，是目前国际普遍使用的大型金属增材制造零件专用机型。4个铝合金反作用轮支架已于3月初集成在平台项目之一的Konnect卫星上。为任务量身定制3D打印不仅适合生产卫星部件，而且还为航空航天制造商提供了生产过程的灵活性，可根据需要进行高水平的定制。换句话说，Thales Alenia可以动态地集成必要的设计变更，以满足新任务的确切要求。以此次制造的部件为例，每个卫星的四个反作用轮支架实际为两组对称部件，但每颗卫星的支架方向角和接口则可能不同，3D打印的自由制造特点允许设计和制造单件结构，因此支架的设计可以根据特定功能和位置进行开放式调整，实现为任务而量身定制。Thales Alenia Space为Konnect卫星制造的4个3D打印支架此外，Thales Alenia Space还将连接器和电缆配件直接整合到整体设计中，集成式的设计作为单个部件打印，避免了额外的装配要求。Thales Alenia Space卫星支架除目前确定的3D打印部件，Spacebus Neo平台项目还将在不久的将来推出更多有机设计的3D打印部件。END虽然我们看到最多的应用是各类支架，但它也是最能突出3D打印轻量化和复杂制造特点的产品，这无疑给航空发射带来了巨大优势。与此同时，为了确保最严格的质量标准，整个过程和各个组件都需要具有可追溯性，全面的测试和检验流程是3D打印得以深入应用的重要保证。作为全球知名的航空航天制造商，Thales Alenia Space在卫星3D打印部件设计、制造和应用方面成绩显著。同样的，我国在卫星部件的3D打印制造方面也积累了大量经验，中国航天科技集团五院、上海航天技术研究院八院等单位已经开展了卫星部件的全新设计和部件的在轨应用，也已经取得了不错的成绩。欢迎转发延伸阅读：您的下一航班将使用3D打印的引擎部件采用3D打印制造火箭发动机的设计与工艺考量从嫦娥四号登月，看航天529厂如何实现3D打印在轨应用两吨材料，数年时间，百万美元，3D打印如何为787客机完成认证工作 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：3D打印用于卫星制造：为任务量身定制