工艺-3D打印技术参考-(第135页)    

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  • 案例:3D打印如何用于工装夹具生产

    案例:3D打印如何用于工装夹具生产

    增材制造不仅可以生产最终用途的功能零件,作为传统制造手段的必要补充,从难以加工的定制软钳口到用于焊接的定位夹具,工业3D打印机可以轻易完成这些高难度制造工装夹具的制作,帮助完成与传统制造相关的许多幕后工作。本期笔者列举Markforged用户如何使用高性能FDM打印机制造3D打印工具和夹具,以降低成本并优化日常生产操作中的工作效率。1. 三坐标测量仪夹具三坐标测量仪夹具能对检测工件进行快速、方便、稳固的装夹,有效地完成各种复杂型面工件的固定和夹紧,最大限度减少测量的误差和保证测量的精确度。由于常用于大批量和高精度零件的测量,要求夹具必须具备精确地几何精度、可重复性和强度,这无疑增加了成本和制造时间。3D打印当前的材料强度和精度完全可以满足测量仪夹具的制造要求,在满足更低成本和更短交付周期的同时,帮助制造商更加一致和有效的认证更多零件。2. 焊接夹具由于通用或多用途夹具往往无法满足特殊结构零件的夹持,焊接作业通常需要较长时间的安装工作,固定不牢固会导致零件变形、引起尺寸偏差、影响后续装配。3D打印可以设计和制造专门的校准夹具、定制工具和夹具,大大缩短安装时间,提高焊接操作的精度。3. 软钳口软钳口是在零件加工过程中常用的夹具,通常由软金属加工而成,目的是避免在夹持硬度较低或表面粗糙度要求较高的工件时损伤其表面。3D打印采用复合材料制作软钳口,可以承受重型机械加工所产生的强作用力,柔软的钳口可以使用数百次而不需要校准。4. 终端效应器机器人终端效应器又称夹持器,用以直接抓取工件或工具,较轻的终端效应器减小了它们所连接的机器人臂上的悬臂重量,从而改善了操作期间的运动控制。增材制造的零件摆脱了设计限制,在相同尺寸和强度的产品中使用更少的材料,因此增加了终端效应器的负载容量;同时3D打印快速制造和对成本的降低,可以实现用于新应用专门终端效应器的快速开发。5. 复杂零件设计迭代过程可能过于耗费时间和金钱,制造商往往在勉强可接受而非达到最佳设计水平时而停止迭代。使用传统的铸造和机加工,每次迭代都需要创建新的模具和工具。增材制造则消除了额外的模具和工具制造成本,缩短了加工周期,减少劳动力投入,加速迭代过程。6. 一次性零件大批量生产通常与节省成本相关。 但是,当产品处于开始、结束或远远超过其可销售寿命时,公司必须将剩余存货存入库存。 增材制造提供了仅存储数字设计文件的能力,并且只在需要时快速打印一次性零件。按需打印可节省仓库空间、减少库存,实现快速原型设计和定制,从而提高供应链效率。改变制造业从用于难加工的定制软钳口到用于焊接的定位夹具,工业3D打印机可以改善与制造相关的许多幕后工作流程。 使用增材制造可以缩短交货时间,降低制造成本,加速工作完成。关键看想不想尝试。欢迎转发延伸阅读:奥迪2002年即购买了第一台Stratasys FDM 3D打印机被状告的Markforged打印机是如何工作的大型FDM打印机的工业应用与挑战ARGO 500:去他的金属打印!FDM深度应用:最普及但又最实用的3D打印技术长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):案例:3D打印如何用于工装夹具生产
  • 惠普3D打印技术成熟应用案例

    惠普3D打印技术成熟应用案例

    惠普的3D打印技术名称为“多射流熔融(MultiJet Fusion, MJF)”,设备型号为4200/3200,以及2018年推出的全彩打印机500/300,都是基于多射流熔融技术。其中全彩打印机是3D打印行业的第一款“使制造商能够生产全彩色工业级功能部件”的3D打印机,定位是功能性原型设计。当然笔者认为strategys的J750也是可以的。对于医疗、汽车、消费品或其他行业的用户来说,全彩3D打印的应用会为他们带来研发效率的巨大提升。惠普3D打印应用惠普3D打印机的材料强度毋庸置疑,其中最著名的早期案例,是用打印的椭圆形结构吊起了一辆汽车。该结构打印只用了30分钟,重约113克,可提起最高5吨的重量。113克的结构提起5吨的重量由于其良好的打印质量以及超高的制造效率,惠普3D打印技术在生产制造、医疗、汽车、消费品等领域有着很多的应用。2017年仅一年内,利用MJF技术打印的零件就有150万个,其中有50%用于最终用途。▌HP与机器人IAM 3D HUB公司开发了一个机器人项目,该项目把电子系统结合到机器人当中。1. 机器人手臂机器人手臂的顶部利用MJF技术打印完成,并进行了轻量化设计。2. 气动手柄气动手柄通过调节空气输入和输出来打开和关闭手柄。该产品的抓取能力可以保持至少一百万个周期。3. 气动横向制动器根据手风琴的原理,材料的柔韧性和可延伸性,形成了非常薄的折叠区域,通过加压空气完成折叠或展开。▌HP与工业部件1. 工业贴标机美国工业巨头SIGMADESIGN利用惠普3D打印技术,直接制造苹果贴标机的部件。3D打印零部件代替了原来的12个注塑成型件,且强度达到要求。2. 三坐标测量仪坐标测量仪的支撑机械结构,会因为被测量物体的改变而不断进行调整。在调整和迭代的过程中,传统的CNC制造会带来大量的成本投入。HP利用玻璃微珠尼龙材料进行支撑机械结构的打印。3D打印的支撑结构,能够为测量仪提供强大的稳定性。并且在不断迭代调整的过程中,3D打印在节省时间的同时还能降低成本。3. 机器部件Gimatic是一家迄今已有31年历史的机器人与机械臂末端厂商。每年会投入10%的营业额进行研究开发。GIMATIC使用惠普3D打印技术同时进行原型设计和最终零部件生产,气动夹具、机器人手爪等部件可以直接用3D打印来生产,大大缩短了开发周期和交付时间。4. 束线带高级3D原型制造的领导者GoProto公司,现今在不断扩大惠普3D打印机的产能,以满足日益增长的生产需求。其中最为典型的应用之一就是束线带。3D打印的束线带,在材料强度和韧性上的表现都优于注塑成型,并且能够在很短的时间内交付产品。如今,GoProto公司已大规模扩大其在圣地亚哥的生产空间,以容纳更多惠普3D打印机。▌HP与医疗1. 假肢荷兰医疗制造商Hulotech利用惠普3D打印技术,制造更为轻便、更符合人体需求的假肢。病人今天来做诊断扫描,第二天就可以取走自己的矫形器。2. 头颅重塑矫形器头颅重塑矫形器用于治疗头部畸形新生儿,由InventMedical公司开发的3D打印医疗产品。惠普3D打印技术的版本更轻、更舒适。3. 足部矫形器医疗公司Crispin Orthotics提供矫形器的制造服务。利用惠普3D打印技术打印的假肢已经造福了众多患者。▌HP与文创在上海智慧湾举办的首届2018国际3D打印嘉年华上,为人们呈现了一场精彩的“3D打印时装秀”。3D打印时装秀现场清华大学李薇教授利用3D打印技术进行实验性创作,她设计的多款服装是由惠普3D打印机制作而成。惠普多射流熔融3D打印解决方案,实现了极高的尺寸精度以及精美细节。在与李薇教授的交流中,她提到“在制作过程中,我感受到了3D打印奥秘,它可以随心所欲的自由创作,并可以展示出设计师的个性化设计。与普通服装相比,3D打印服装更加的节省人力物力,是未来服装的发展趋势之一,3D打印服装不仅可以表现艺术性也可商业落地,这也是未来可探讨的课题。”在最新的全彩惠普打印机里有140多个零件,都是惠普自身的设备打印出来,直接进行组装的。HP也把自己称为“能把自己打印出来的打印机”。2017年,美国公司Forecast 3D一次性购入12台惠普3D打印机。他们也因此成为了全球首家能够提供完整一站式hp3D打印解决方案的公司。自此,美国Proto Labs、比利时materialise、制造服务公司Weerg、IAM 3D Hub、丹麦Danfoss以及很多中国企业纷纷展开了与HP的全面合作。2017年7月,国内第一台HP3D打印机在青岛高新中国3D打印创新中心落户。2018年5月,国内首个惠普全球3D打印批量化创新中心落户广东佛山。其实,无论全球哪个角落,工厂的诉求很简单——通过3D打印机缩减成型成本、加快产品上市时间,减少成本和浪费,最终提高竞争效率,他们就会对拥抱3D打印拥有强烈意愿。随着技术的进步、应用的推广,预计到2020年,可能大多数惠普的用户,都在使用这些打印机作为直接制造,而不仅仅是作为辅助工具。未来,会有更多的行业将3D打印技术融合到他们的工厂,包括医疗、汽车、家电、消费品等等。不管是专门的3D打印制造中心,还是融合在工厂里成为流水线的其中一环,这两种可能性未来都会存在而且会发展的更好。据了解,惠普即将推出金属3D打印技术。长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology点赞! 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):惠普3D打印技术成熟应用案例
  • 多激光系统下金属机的集成特点

    多激光系统下金属机的集成特点

    金属打印的一大弊端就是速度太慢,这当然跟工艺有关,在工艺无法获得进一步突破的情况下,增加激光器的数量可以缩短每一层打印的时间,这的确是提高效率的好方法。笔者在以前的文章中曾细数SLM solution以及Trumpf的金属机技术原理,两者对于设备结构的改造可谓是打开了金属机升级换代的大门,与之相随的还有Renishaw等品牌。多激光系统的目的就是允许多个激光器同时处理一个组件,但这不仅仅与速度有关,更重要的是力求降低每个零件的打印成本。而且每一家都有自己的特色。1. 利用自有资源解决发热问题Ren-AM 500Q的成行空间为250×250×350 mm,打印尺寸比较常规,配备四台激光器,熔化能力高达150 cm3/ h。在如此小的空间内使用四台激光器,雷尼绍利用自己的资源解决了激光器发热问题。由AlSi10Mg制造的带有内部冷却通道的Galvo安装座(内部开发并安装在自己的设备上)—确保了光学系统的热稳定性。抽真空系统、集尘系统以及智能气体管路可以减少氩气等惰性气体消耗,并能有效分离烟尘、延长过滤器寿命。Ren-AM 500Q实现了自动化粉末和废物处理,经过筛分的粉末可循环进入打印室。Galvo安装座2. 高效自动化通快是有名的机床制造商,其Truprint 5000 使用了该公司自己的三台光纤激光器。在该设备中,多激光打印提高了打印速度。圆柱形成型空间适用于直径最大为300 mm,高度为400 mm的零件制造。最高500°C的预热温度可确保零件的稳定、高质量制作,特别是对热作模具钢和钛合金,可有效防止开裂。作为跨界选手,Trumpf专注于系统的自动化,这使得Truprint 5000能够自动启动生产过程并将成型缸移动到操作位置。集成的零点夹紧系统可配合完成腐蚀、铣削或车削。内部换缸原理允许成型缸与成品打印零件一起延伸,而成型腔室保持惰性气体保护,下一个成型缸安装好后便可直接打印。拆包站也被无缝地集成到工艺链中,装满材料和零件的成型缸可以直接移动到拆包站,多余的材料可自动输送进入筛分站。其灵活的自动化界面使该系统适用于不同的工业和生产场景。3. 粉末循环处理系统SLM Solution配备了粉末自动化处理站,外部供粉系统、筛粉系统以及打印系统使设备实现了边打印、边筛粉、边供粉的循环空间,甚至当粉末不足时也无需暂停打印,只需从外部供粉系统即可实现粉末补充。所有进入打印机的粉末都会先经过筛分,保证没有超大颗粒或异物进入烧结过程。而打印完成的操作同样智能化和清洁化,通过筛粉系统与打印机相连的抽取装置直接将成型缸内的粉末抽取进入筛粉系统。整个系统处于惰性气体氛围的密闭环境中,与粉末完全隔离,确保了工作时最大的安全性。欢迎转发延伸阅读:TruPrint 3D打印系统解析多光束下的激光打印系统SLM如何实现密闭清粉及内部换缸理念的重要性多激光无缝拼接的大尺寸粉末床激光熔化自动化设备是怎么工作的?长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology点赞! 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):多激光系统下金属机的集成特点
  • 高速烧结技术是怎么回事

    高速烧结技术是怎么回事

    高速烧结,代号HSS(High Speed Sintering),给我们的第一感觉就是该技术的打印速度要超出SLS打印速度,事实也确实如此。近日,Stratasys宣布与工业喷墨打印头供应商Xaar PLC合作将共同推出高速烧结技术,这在我们感叹国际巨头在纷纷玩技术跨界的同时,高速烧结技术也再次引起业内关注。HSS高速烧结技术是采用红外线灯和喷墨打印头来代替激光,在粉末床上选区喷射油墨,再经过红外线照射实现成型。该技术由3D打印技术专家内尔.霍普金森教授于2003年提交初始专利,几经周折之后最终经英国拉夫堡大学和赢创集团之手,被VoxelJet公司收入囊中。铺粉喷墨成型从制造过程看,HSS技术似乎与惠普MJF极为相似,最大的区别是HSS不使用细化剂。据称,HSS不需使用细化剂,也能够获得出色的分辨率,实现满意的打印结果。因此我们可以预测,Stratasys即将推出的高速烧结机应该别无二致。HSS打印柔性面料MJF打印柔性面料HSS技术有别于SLS的单点激光熔化粉末材料,逐层烧结使打印速度可以提升100倍,在批量制造方面有明显的优势;而且通过HSS技术红外加热融化粉末比使用激光所需的时间要长,从而减少了对材料的损坏,提高了烧结质量,即使用100%的回收粉末也不会造成打印件表面粗糙,同时加工过程中也不需要惰性气体保护;在材料方面,有些材料很难或是无法通过激光加热烧结,但是使用HSS技术就可以实现。利用HSS工艺打印的物件能够实现较好的表面质量和较高的精细度,适用于制造全功能的部件,比如支架和外壳。这些部件能够直接应用于汽车、工业设备以及日常消费品。在实际应用中,可以制造多功能和功能完整的原型,例如支架、带扣、鞋底和用于最终用途的其它功能部件。目前,可扩展的应用包括汽车的内饰件和产品包装等用途。HSS技术打印齿轮HSS技术打印弹性体HSS技术打印卡扣从近几年发生的诸多实例可以看出,3D打印技术发展的一个重要趋势就是快速、批量化制作,在金属打印方面有粉末粘接后烧结技术,在非金属粉末方面有HSS和MJF技术,在树脂方面有CLIP技术,这些技术要么获得了巨额投资,要么已经开始批量化应用。欢迎转发延伸阅读:从制造特点和产品周期分析3D打印相对于传统制造的意义空客为未来航班生成仿生设计CLIP:不只是打印鞋底技术竞争:喷射技术比你想象的更加重要长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology点赞! 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):高速烧结技术是怎么回事
  • 3D打印磁性活化材料—赋予材料生命力

    3D打印磁性活化材料—赋予材料生命力

    麻省理工学院的工程师通过3D打印制作了可通过磁场实现运动的柔软结构,它可以动,似乎拥有了生命,这跟我们以往看到的3D打印结构完全不同,他们的研究发表在了nature上面。这些结构可以爬行、跳跃、滚动,甚至可以轻松实现抓取动作,这些神奇现象的实现依赖材料、结构以及外部控制。研究人员使用了一种新型可3D打印的墨水用于结构制造,墨水中混合微小磁性颗粒,打印机喷嘴外部装载了一圆形电磁铁,当材料通过喷嘴挤出时,磁性粒子摆动成单一方向(也可打印完一层施加磁场)。通过控制结构中各个部分的磁取向,研究人员可以制造功能性的结构和器件,因不同位置响应外部磁场情况的不同,这些结构和器件可以运动,可以瞬间转变成复杂结构。含磁性颗粒的墨水喷嘴周围安装磁铁材料观察打印过程中控制磁性颗粒的方向打印完成的结构在外部磁场控制下实现复杂运动麻省理工学院的研究人员介绍,这项技术可以在生物医学领域找到应用,医生可以在血管周围放置一个结构来控制血液流动,或者使用磁铁来引导器具通过胃肠道拍摄图像,提取组织样本,清除堵塞,或者将药物输送到指定位置。通过胃肠道清除堵塞演示输送药物提取组织样本该团队的磁性激活结构属于软驱动装置范畴,通过磁场控制变形和移动。其他软驱动结构如遇温度或PH变化而膨胀的水凝胶、遇光热变形的形状记忆聚合物以及介电弹性体,往往需要一定时间才能改变形状,反应缓慢。目前还没有软体机器人能在像人体内部一样的密闭空间里进行任务,而磁驱动的概念则快速有力、对身体友好,并能够远程控制。使用新的3D打印平台,研究人员可以通过改变打印机喷嘴的电磁铁方向来调整特定区域内磁粒子的方向。该团队还开发了一个物理模型,预测打印出来的结构在磁场下会如何变形。考虑到材料的弹性、物质结构分布以及施加外部磁场的方式,该模型可以预测整体结构的变形或移动方式。结构模拟虽然当前的研究还处于初级阶段,但已经不断获得突破。未来,人们可以设计自己的结构和应用领域,通过对结构、磁粒子取向以及磁场等复杂信息的编程,可以打印出机器人等智能产品。 欢迎转发延伸阅读:3D打印光致变色材料(含配方) 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):3D打印磁性活化材料—赋予材料生命力
  • 组织工程:角膜,也可以3D打印

    组织工程:角膜,也可以3D打印

    昨日,英国纽卡斯尔大学发布消息称该校科学家已经对人体角膜进行了3D打印,这意味着未来可以采用3D打印技术无限量供应角膜,无需苦苦等待供体。角膜位于人眼最外层,起到聚焦作用。然而由于烧伤、撕裂、磨损或其他疾病引起的角膜病变造成500万人失明,另外全球还有1000万人需要手术来预防由于沙眼等传染性眼病引起的角膜失明。纽卡斯尔大学科学人员采用健康供体角膜中的干细胞(人角膜基质细胞)与海藻酸盐、胶原蛋白混合在一起,形成了一种可以印刷的“生物墨水”,后者能够保持干细胞的活性。使用简单的低成本3D生物打印机即可将生物墨水成功挤出成人类角膜的形状,打印过程不到10分钟,干细胞开始在内部生长。独特的生物墨水负责该工作的组织工程教授提到,世界各地的多支团队一直在寻找能够打印的理想生物墨水,该团队独特的凝胶-海藻酸盐和胶原蛋白的组合能够在保持干细胞活性的同时,具有足够的强度来保持形状,而且又足够软以便从打印机喷嘴中挤出。这种生物墨水的独特之处还在于,干细胞能够在室温环境下存活数周,研究人员可以用起打印各种组织而无需依赖细胞生长分裂。此次打印的角膜,是通过扫描获得了病人眼睛数据,具有与病人眼睛相匹配的大小和形状。不过角膜在真正移植之前,需要进行一系列的测试。而采用扫描获取眼部数据,再通过打印角膜的方法,于应对世界范围内的组织器官短缺潜力巨大。未来,会有越来越多的人体组织、器官,在实验室中诞生。欢迎转发延伸阅读:3D打印在眼科中的应用长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology点赞! 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):组织工程:角膜,也可以3D打印
  • 另一新碳纤维3D打印技术

    另一新碳纤维3D打印技术

    在往期文章中笔者介绍过碳纤维3D打印技术,无非就是基于FDM的连续挤出技术和基于激光烧结的短纤复合材料制造技术,惠普的多射流熔融技术其实并未见到碳纤维方面的报道。而且,同为铺粉技术的3DP粘结技术却被忽视。先来看看这个视频。 从中可以看出该技术是将碳纤维和某种粉末充分混合,然后通过3DP喷射胶水的模式进行打印,打印的同时并未看到灯管加热。充分混合打印过程打印完毕需要对零件进行高温烧结,通过烧结的结果我们也可以看出,零件缩小了很多,颜色也变成了“黑炭”,这就有点像desktop的金属打印工艺了。烧结前零件大小烧结后零件大小烧结前后零件对比据介绍,经过高温烧结的材料还须使用树脂后处理,以获得高机械强度。这种新开发的碳纤维3D打印技术不知道是不是具有极大的潜在商用价值。欢迎转发延伸阅读:几种碳纤维3D打印技术技术竞争:喷射技术比你想象的更加重要长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology点赞! 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):另一新碳纤维3D打印技术
  • 冷喷涂:动力学金属化过程

    冷喷涂:动力学金属化过程

    最近一段时间关于冷喷涂的新闻不胜枚举,该技术已从传统的涂层制造、零件修复过度到3D打印领域,这意味着在直接制造大型零件方面又多了一种成型方式。本期笔者借用动画描述冷喷涂的动力学过程以及在直接制造大型零件方面的潜力。 沉积过程冷喷涂是采用压缩空气将金属粒子加速到临界速度(超音速)撞击基体表面后发生物理形变,牢固附着在基体表面。粒子加速喷射粒子撞击粘附过程这个过程看起来很神奇,粒子在与基体接触的瞬间产生了剧烈的塑性变形,接触面积增大,加上撞击速度快、作用时间短,产生的热量来不及散失,温度的升高使粒子和基体部分熔化,形成局部冶金结合。但这只是一种理论,关于其沉积机制还有机械咬合机制和分子力结合机制两种理论,感兴趣的读者可自行查阅资料。用于3D打印自从3D打印兴起,传统领域能往增材制造方面发展的技术纷纷向这个方向靠拢,这也拓宽了增材制造的工艺范畴,诞生了很多新的制造手段,冷喷涂便是其中之一。冷喷涂制作大型航空件如今GE 和澳大利亚Titomic等公司都已利用该技术进行大型零件的直接制造,其速度比激光沉积和送丝电子束熔化都要快出很多。(沉积速度:电子束沉积 9.07公斤/小时;激光沉积2.9公斤/小时,冷喷涂45公斤/小时)低粉末规格要求通常激光打印用粉的质量要求较高,如粉末流动性、球形度要好,不能有卫星球、空心粉等,加上雾化效率低,导致激光打印用粉的价格很高。冷喷涂对于粉末的要求主要在于直径,要求粒子大小必须在1-50μm范围内,直径越小越容易获得和气流一样的速度。因此说来冷喷涂对粉末的要求要更低一些,当然lens技术对粉末的要求也比SLM用粉要求低。 目前,Titomic公司已经可以使用低规格的钛粉生产9 x 3 x 1.5m的零件。低残余应力冷喷涂可以实现低温状态下的金属沉积,残余应力很小,零件不会弯曲,这与lens技术可以形成较大差别。低氧化 高性能在冷喷涂过程中,由于喷涂温度较低,发生相变的驱动力小,固体粒子晶粒不易长大,氧化现象很难发生,可以提供高密度、高硬度、高强度的冷加工微结构。但由于当前的研究较少,尚不能给出与激光打印零件的明确性能对比。激光辅助冷喷涂技术单纯冷喷涂技术无法沉积高硬度材料,这极大地限制了冷喷涂的应用范围,为了解决该问题,激光技术被引入冷喷涂沉积过程中。激光辅助冷喷涂过程喷涂过程中激光对基体进行同步加热,软化喷涂颗粒与基板,这不仅能使高硬度材料实现有效沉积,还能提高沉积效率、致密度和结合强度等,拓宽冷喷涂沉积材料的选择范围。该技术在国内已有研究,称之为“超音速冷喷涂+激光技术”。其他由于冷喷涂技术应用于增材制造时间有限,预计该技术会获得越来越多的研究和发展。冷喷涂虽看起来具有比lens较多的优点,但由于成型方式的不同,性能方面可能也存在很大差异。而且常用于冷喷涂颗粒加速的氦气,成本很高,技术的使用还是会综合考虑各方面因素。欢迎转发延伸阅读:大尺寸金属制造--激光熔化沉积技术大尺寸金属制造(二)--激光熔覆制造技术长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology点赞! 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):冷喷涂:动力学金属化过程
  • 中国科学家如何采用干细胞实现血管3D打印

    中国科学家如何采用干细胞实现血管3D打印

    2016年,中国科学家宣布采用干细胞成功打印了血管组织,并突破性的在猴子体内获得再生。当年的这条新闻无论在意与否,时至今日,该技术仍然是3D打印圈儿里面值得让国人骄傲的突破,它的意义更是非凡。作为生物和医学领域中最令人兴奋的技术之一,3D生物打印有一天将会拯救无数生命。这是因为与普通塑料和金属打印不同,生物打印可以采用人体干细胞打印组织和器官,不仅可以解决供体不足的问题,生物排斥反应也能获得极大避免,而采用干细胞实现血管打印,便是大规模打印人体器官的重要一步。 血管打印如何实现?血管的打印需要从细胞采集、培养、配制打印墨汁到打印几个重要步骤。以恒河猴3D打印血管为例,细胞来自其脂肪间充质干细胞,经扩增培养获得打印墨汁,再用自主研发的3D生物血管打印设备构建出具有生物活性的人工血管。● 打印材料配制扩增培养从恒河猴侧下腹取5克脂肪组织,提取干细胞进行增殖培养,经14天内三次传代后进入生物墨汁制备。制备干细胞生物墨汁(生物砖)这个过程很复杂,我们看不懂,但是干细胞生物墨汁在打印前和打印过程中都必须保持干细胞的干性和活性。● 如何打印打印的过程分为三步:首先打印温敏水凝胶(打印温度为4℃)然后在水凝胶上面打印干细胞生物墨汁形成血管内膜在血管内膜表面套装人工血管 具体过程最后在37℃环境下取下制备完成的血管。恒河猴体内植入血管再生截至2016 年12 月1 日,研究人员已完成30 只恒河猴3D 生物打印血管体内植入实验,实验动物术后存活率为100%。所有实验动物在3D 生物打印血管植入后,其结构和功能均与实验动物自身血管的结构和功能一致,实验动物各项生理指标均未发现异常。人类健康更近一步 3D生物打印血管在体实验的成功将解决困扰临床半个世纪的人工血管内皮化的问题,为全球近十八亿心血管疾病患者带来了福音。该技术的核心理念是在不对干细胞加以修饰的前提下保持干细胞的干性,通过调动体内自主再生能力,实现机体自主调节的组织再生和功能恢复。这是对目前在干细胞研究与应用过程中对干细胞进行人为诱导、分化等方向的认知的根本性重大挑战。虽然看不懂,但我们只需要知道这项干细胞应用技术的突破标志着在世界范围内3D生物打印技术在临床应用的开启,同时将引领干细胞制造组织、修复器官的再生医学新时代。欢迎转发延伸阅读:3D打印如何辅助医生手术,如何宽慰患者看3D打印如何助力轮胎模具制造耐克:这次打印的不是鞋底,是鞋面推荐阅读:当水滴遇上3D打印长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology点赞! 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):中国科学家如何采用干细胞实现血管3D打印
  • 当陶艺遇上3D打印

    当陶艺遇上3D打印

    最近一两年陶瓷3D打印稳步发展,而且越来越能引起大家的兴趣,上至学术大咖下至创业公司,无不在正式和非正式的场合显示出对陶瓷打印的热衷。笔者曾细数当前主流的陶瓷3D打印技术(延伸阅读必读),本期笔者介绍一款来自Alterfact的粘土3D打印工艺,看起来很有趣。Alterfact是由Lucile Sciallano和Ben Landau在2014年创建的一个实验设计工作室,旨在探索当下和未来问题,并将其转化为实验和研究对象。两人自主开发了多款陶瓷3D打印机,当前实践的重点集中在粘土的3D打印制作。Alterfact的粘土打印采用FDM工艺,通过压缩气体将粘土挤出喷嘴,在运行时以流体运动的形式层层叠加,就和挤牙膏一样。Alterfact粘土打印他们的作品似乎是功能对象和艺术品之间的桥梁,也区别于传统的陶瓷制作方式,现代家居企业非常青睐于这种不完美的美学展示。调配颜料、配制打印材料打印过程就像做蛋糕它的设计和制造流程具有明显的DIY风格,打印完成之后需要进行烧制、上釉等操作,既有机器打印也有手工操作,令人耳目一新,非常吸引人。其实Alterfact的作品很适合放在浴室、厨房、休息室场景中,非常文艺范儿,也很爽心悦目。目前Lucile Sciallano和Ben Landau已经成为墨尔本的新晋陶艺家,作品已经实现销售并不断售罄。感谢您抽出来阅读此文延伸阅读:搜索引擎陶瓷3D打印技术汇总欢迎转发长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):当陶艺遇上3D打印