近年来，3D打印技术在医疗行业正在向着精准化和个性化方向发展，从最初的医疗模型到复杂手术器械、植入物甚至组织、器官，正在受到越来越多的使用和关注。当前越来越多的医院开始采用3D打印技术来辅助医疗，对提高手术准确度、减轻病人负担成果显著，本期文章借助过往案例介绍3D打印如何帮助医生实施手术，又如何帮助患者减少顾虑。河南的张先生长期腰痛，到医院检查后发现腰椎左侧存在一巨大肿瘤，因为肿瘤包裹着神经、毗邻主动脉，手术难度很大。22岁，打击沉重。术前CT检查：“→”示为肿瘤位置脊柱，是人体的中轴骨，由33块椎骨借助韧带、关节及椎间盘连接而成，具有支持躯干、保护内脏、脊髓和进行运动的功能，任何一处发生病变，都将将严重影响患者的生活质量。其中，腰椎的结构比较复杂，前邻腹壁、盆壁、肠道、输尿管、血管等，后方有马尾神经等人体重要的结构，术中稍有偏差，有可能引出大血管及神经损伤，导致患者瘫痪，甚至死亡。检查结果表明张先生的肿瘤占据腰椎椎旁及椎体前方，并将神经包裹在内，毗邻腹主动脉、输尿管等重要结构。北京清华长庚医院王贵怀医生指出术中只有充分暴露肿瘤、保护好神经及大血管，才能安全、精准的切除肿瘤。如何辅助医生手术倘若没有3D打印，医生们只能通过CT影像规划手术方案，实际的情况也只有在手术中才能知道，术前医生可能无法全面预料突发情况。CT、MRI数据建模（来自河南锡创）而王医生根据患者的CT及MRI数据，借助3D打印完整地“克隆”出了患者整个病变部位的腰椎模型，精准地呈现了患者肿瘤与椎体、血管及输尿管的分布和形态。通过病例模型，医疗团队拟定了一个更为安全、个性化和精准的手术计划并对其进行了模拟实验。如何减少患者顾虑病人真实病理模型倘若没有3D打印，病人自己的病情只能靠医生介绍，治疗方案也只能靠想象，甚至想都不敢想。而将自身的病例模型打印出来，看到实物，便可以直观的了解病情，对手术方案和风险有清晰的认识，如此便可以减少顾虑。手术更精准、更安全、用时更短术前评估经过一周的精心准备，医疗团队依照模型，对肿瘤进行了精准切除。3D打印的腰椎让肿瘤毗邻关系清晰在目，使手术人员能直观了解手术计划，原本需要4个小时的手术在1个小时内便顺利完成，术中完整切除肿瘤的时间仅10分钟，出血量不足20毫升，术后第3天患者便可下床活动，7天后出院。因为事先对手术部位进行了精准的分析，让医生对原本复杂和危险的手术成竹在胸。真正造福于患者据手术医生介绍，相较于传统手术方案，3D打印技术具有个性化治疗和精准治疗的优势，使得患者麻醉及手术时间缩短近1/2，精准度显著提高，创伤更小，出血更少。同时，患者伤口愈合时间较前缩短约1/3，术后恢复迅速，这大大减少了病患痛苦，而且，整体治疗费用节省近1/4，降低了患者看病负担，真正造福于患者。欢迎转发延伸阅读：3D打印在眼科中的应用2018 TCT 应用篇当陶艺遇上3D打印看3D打印如何助力轮胎模具制造医疗奇迹：3D打印如何改善我们的生活长按添加订阅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）：3D打印如何辅助医生手术，如何宽慰患者

3D打印目前可以经济实惠的价格为病患安装假肢，而且该技术正在以令人惊叹和难以置信的方式改变着人们的生活，本期我们来盘点在医疗方面3D打印创造的奇迹。量身定制传感器上图是一个个性化的心脏传感器，它包裹在一颗跳动的心脏外部，以监测其电活动。新的3D打印技术允许生物工程师创建患者心脏的实际模型，以此来制作复合病患需求的传感器。3D打印血管研究人员目前正致力于改进医疗3D打印技术，以实现器官的打印和移植，3D打印血管便是其中之一。2016年中国科学家已成功将3D打印的血管植入猕猴，这也为打印人体移植器官迈出重要一步。采用3D打印血管将大幅减轻病患经济负担，而且使用的是病人的自身细胞，将会极大的提高置换手术的成功率。3D打印心脏瓣膜心脏病是一个影响所有年龄层和各阶层人士的问题，如果不及时治疗，简单的瓣膜缺损很容易致命。目前对成年人的治疗涉及使用假体瓣膜，采用3D打印可以创建完美贴合病人的活体心脏瓣膜，从而更好的维持心脏活力。精密微型器械医学领域的3D打印不仅仅局限于假肢、植入物和医疗模型，也可以利用该技术制作微型工具，进行精确和复杂的手术，降低风险。3D打印的高精度可以实现直径不足一毫米的微型手术器械制作，并允许创建一系列新的工具来帮助外科医生安全操作。复杂手术器械复杂医疗器械往往比较昂贵，而且功能改进空间较大。3D打印可以高精度制作复杂器械的各种组成部分，帮助设计功能丰富、装配简单、适合一次性使用的器械，与现有产品相比，这种优化改进的复杂医疗器械功能更强、应用范围更广、制造成本更低。3D打印假肢采用3D扫描、打印等技术可以大幅降低假肢的重量和制造成本，同时使病人展现的更加自然；配合星球大战、钢铁侠、冰雪奇缘等超级英雄主题创造而成的新一代仿生假肢可以让孩子自豪地佩戴，减少了自尊心的伤害。3D打印植入性组织、器官传统上，从患者身体的其他部位采集皮肤移植物以帮助替换其他位置烧伤、受损或患病的皮肤。而3D打印将很快这种做法成为过去，到目前为止，科学家已经设法将耳部、骨骼和肌肉培养成包含血管的全功能组织。除耳部打印之外，3D打印用于鼻腔重建。医学研究人员已成功设计出能够将肾细胞打印成三维肾脏原型的打印机。虽然还处于早期阶段，但这种技术可能意味着未来医生将能够使用CT扫描的患者数据创建其器官模型并打印出来。3D打印的组织、器官将有助于帮助减轻世界范围内的医疗植入物短缺问题。3D打印药物3D打印的药物内部具有丰富的孔洞，具有极高内表面积，能在短时间内迅速被少量的水融化。这样的特性有益于具有吞咽性障碍的患者。正畸牙套一位大学生因为嫌弃医院矫正牙齿收费太贵，于是自己研究了各种关于牙齿矫正和透明牙套制作的书和论文，他借助口腔扫描和3D打印成功制作了透明牙套，并顺利矫正了自己的牙齿！如今3D打印正畸牙套已被广泛使用。打印皮肤组织 修复深层伤口东京大学研发出新型的便携式生物3D打印机，使用特殊的生物墨水来提高组织的代谢能力，以伤口的创伤面为打印平台，直接在上面打印皮层，有效地促进受损组织再生，快速修复深层伤口。3D打印医疗模型及辅助器械3D打印组织器官模型可用于培训新的外科医生，也可以模拟错综复杂的手术，辅助器械则可以帮助医生更好的定位，是当前3D打印用于医疗的重要组成部分。高级伤口护理芬兰的一家医学研究和开发团队已经使用纳米结构的纤维素3D打印了智能护理产品，它不仅可以治愈皮肤伤口，还能监测伤口，以帮助患者护理。3D打印仿生耳朵普林斯顿大学的科学家成功地创造了第一个能够听到超过普通人耳频率的功能性3D打印耳朵。这不仅可以帮助病患，也代表着未来更广阔的应用。 此外，普通的一些骨骼、口腔植入物采用3D打印也具有更加优异的性能，篇幅有限且较为常规本文不再赘述。总之，3D打印在医疗方面的潜能无限。感谢您抽出来阅读此文欢迎转发延伸阅读：3D打印在制药领域的应用国内PEEK打印机及医疗应用案例増材制造技术在医学领域的应用问题及带来的新设计理念长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：医疗奇迹：3D打印如何改善我们的生活

使用金属打印来制造模具已经不是什么新鲜事，在今年的TCT展会上，GE和国内打印机厂商展示了金属打印的轮胎模具，这标志着国内外厂商早已借助3D打印来实现轮胎制造。与那些随形水路不同的是，轮胎模具对几何形状有更高的要求，本期我们对此来了解一下。轮胎纹路是这样产生的轮胎花纹由模具压制而成，纹路重要且复杂多变，而轮胎模具的加工难度却很大，其精密程度也直接影响到轮胎的精度和质量，更对安全和驾驶的舒适度产生重要影响。200多种花纹设计 3000多条纹路彻底改变制造流程轮胎花纹的结构往往呈现出空间三维扭曲、多弧度、多角度的特点，采用传统的铣削、冲压等手段对机床、刀具的要求很高，难以保证模具精度，而且步骤繁琐，容易影响轮胎质量。当花纹变得多而复杂的时候，模具的制造不仅变得困难，而且耗费的人力和时间也大幅增加。传统手段工序繁琐3D打印一步成型3D打印的优势就是可以利用更短的生产周期制造出更为复杂的几何形状，只需一步打印就能完成过去多个步骤才能完成的刀槽花纹，也无需人工安装和焊接，节省成本，制作精度也可以保证。原材料更加节省传统加工难免会处理掉很多材料，3D打印采用数字制造实现零件近净成形，对于节省材料和成本具有优势。3D打印几乎近净成形产品多样化更加容易随着企业产品更新，轮胎模具的花纹可随时变化更新，品种多样化，企业产品竞争力才会越来越强。传统轮胎模具与新型模具3D打印的轮胎模具轮胎的性能很大程度上取决于胎面设计，然而如果没有3D打印，传统的设计就要考虑现有的制造手段能否实现制造。而3D打印基于数字制造，几乎可以成型任意的复杂结构，因此几乎可以完全解放设计，助力任何全新花纹的制造，这对于提高轮胎性能具有重要意义。实现全新复杂花纹制造提高性能和寿命END金属3D打印可以制造出传统方式很难加工的小而复杂的模具，而且从设计到打印生产出来的周期比传统的建模转CNC的周期短，可以更快地研制新模具新纹路。不过模具厂商对于3D打印的态度还是比较谨慎的，关于模具表面质量、模具圆度、打印速度、打印过程稳定性以及激光烧结是否会造成金属件内部结构缺陷等问题仍存在争议，但在传统制造和3D打印相结合的今天，金属打印参与轮胎模具制造已成为趋势。感谢您抽出来阅读此文延伸阅读：从摩拜单车谈至未来汽车制造被状告的Markforged打印机是如何工作的大型FDM打印机的工业应用与挑战汽车零部件增材制造工艺链详细探讨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）：看3D打印如何助力轮胎模具制造

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

近两年增材制造仿真软件层出不穷，软件巨头ANSYS更是在去年收购了业内的佼佼者3DSIM，并在今年全面推出了相关产品。无奈增材制造尤其是金属打印实在是一个非常复杂的过程，也无法责怪国家队一直搞不出来。可是在3D打印看似风生水起实则磨磨唧唧的今天，模拟仿真对于一线的研发人员、工程师到底有没有实际用处？本期以SLM为例谈一些常见的问题，仅做参考。零件摆放与支撑设计的需要摆弄过设备的人肯定遇到过打印过程中由于应力过大以及支撑不足等而导致的零件翘曲、脱层以及变形而打印失败的现象；零件摆放时也需要考虑怎样摆放支撑更少、打印更稳定；支撑设计时还需考虑哪些位置需要更强的支撑，哪些地方需要做补偿。搞来搞去可能真就打印失败然后重来，时间、效率、成本非常让人抓狂。这时候你会很希望自己有预测能力。优化支撑结构优化零件摆放角度残余应力分析仿真软件号称可以计算最终零件的变形并减少甚至避免变形、尽量减少残余应力、优化零件摆放方向并可以优化支撑结构。听起来确实很吸引人，如果真如介绍所说，便可以在设计之初有针对性的进行风险规避。材料调试的需要工程师在拿到一种新的材料之后需要进行工艺调试，简单来说就是要找到合适的工艺参数组合来达到材料性能的完美展现。虽然话说起来简单，但调试过程却是一个费时、费力的过程，需要设置各种各样的参数组合，然后进行材料的打印测试，这是一个“漫长”的寻找规律的过程。预测熔池尺寸和致密度有意思的是，现在的打印机品牌几乎只认自己的材料工艺，A品牌机的工艺参数在B品牌机上使用是做不出相同的零件的。而基于云的仿真程序允许工程师在实际打印之前虚拟实验并优化零件参数，通过计算机仿真，用户可以得出特定材料和相关设备的最佳工艺参数。这一点笔者确实存在不少质疑，有试过的工程师朋友可以留言。机理分析对热源、熔池、微结构等的仿真一直是科研人员努力的方向，这涉及到激光与材料的作用机理以及成型后的组织结构特征等内容，目的还是在于搞清楚作用过程以得到更加优异的性能。熔池仿真这两年相继爆出的美国科学家研究出比传统钢强三倍的316L不锈钢以及新加坡科学家用SLM方法增强金属3D打印部件的延展性和韧性，都是从微观尺度上进行材料分析并进行工艺设计，性能的实现需要对激光与材料的作用机理、熔池凝固行为等进行深入研究，采用仿真手段有利于研究人员认识熔池温度场、凝固速率、温度梯度以及熔池形态变化。结构优化结构优化可以突出增材制造的优势，结构仿真一方面是进行拓补优化以打印出更加轻质、强度更高的结构，另一方面是检测现有设计在打印过程中是否容易出现变形而进行反向设计，以变形来对抗变形。最后写到这里，可以知道增材制造仿真软件还是非常有用，但模拟仿真往往非常耗时，进行一个运算的时间可能已经完成了一次打印测试，而且模拟仿真往往限定了很多因素，无法实现对真实、实际打印过程的完全展现。据笔者了解国内某大型金属打印机厂家几乎没曾用过仿真软件来指导生产、工艺开发以及材料研究，此时工程师的经验就很重要。而在国外，大型制造商借助仿真实现制造的例子却有很多。不过相信未来，国内采用增材制造模拟仿真来指导生产，将会得到越来越多的应用。感谢您抽出来阅读此文延伸阅读：搜索引擎金属打印成本结构分析（下）汽车零部件增材制造工艺链详细探讨欢迎朋友圈转发长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：基于增材制造的模拟仿真到底接不接地气？

金属打印尤其是SLM工艺在2017年迎来一波小高潮，火爆的局面也将持续，但是金属打印工艺尚未达到制造无缺陷的地步，直接制造的零件仍需要借助传统的手段进行处理才能应用，在这些后处理手段当中，热等静压是一项极为重要的步骤，无论是航天还是医疗都不可省却。何为热等静压热等静压（简称HIP）是将制品放置到密闭的容器中，向制品施加各向同等的压力，同时施以高温，在高温高压的作用下，制品得以烧结和致密化。为何要进行热等静压金属粉末与激光的作用机理尚未完全清楚,如今最好的设备商也难以完全解决打印过程中存在的金属蒸发、氧化、球化、热应力变形等问题。虽然当前零件的致密度、强度以及表面质量都可以达到比较理想的水平，但对于金属打印尤其是SLM工艺制件内部仍旧容易存留孔隙并存在应力开裂的问题，零件在使用之前需要进行致密化、去除应力。热等静压过程带来了什么？1. 致密化消除缺陷在高温下金属材料强度极低、塑性极好，有孔洞区域的金属受到外界气体压力的作用发生塑性变形，孔洞区域金属相互接触发生冶金结合使孔洞消失，各个部位均能完成致密化。2. 改善组织形态热等静压过程的高温加热相当于退火，可消除SLM过程中由于冷却速度快而形成的过冷组织或亚稳定组织，转变形成高温退火形态组织。3. 改善力学性能热等静压前后材料的力学性能也发生明显的变化。无论是SLM还是EBM，热等静压后材料的强度都有下降的趋势，塑性会升高，尤其是对SLM工艺的材料更为明显。材料的硬度也会随着HIP发生变化，HIP后硬度会下降5～10%。整体上，热等静压可以改善材料的韧性和抗疲劳裂纹扩展的能力。适用于增材制造零部件的成熟技术热等静压技术的常见应用包括增材制造零部件的缺陷修复（孔隙融合），粉末烧结，不同类型金属或者合金的扩散粘结。针对于航空航天、医疗、船舶的应用，有必要采用这项技术优化材料性能、提高零件寿命。而且一台热等静压设备可以服务多台打印机。金属打印工艺目标尽管热等静压技术能够消除零件内部缺陷，但该技术的使用仍须具备多项条件，也非任何零件都适于，文中所揭示的仅仅是热等静压的优点。依赖后处理手段解决金属打印内部缺陷仅仅是一种途径，技术的发展还应从内部工艺调整，往无缺陷的方向努力。感谢您抽出来阅读此文延伸阅读：金属打印成本结构分析（上）金属打印成本结构分析（上）转载请注明出处长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：金属打印与热等静压技术

一双鞋子真是可以做的越来越高科技了，本来大家以为品牌商只是用3D打印做中底，可近日耐克竟然连鞋面也要打印了。一双鞋面真的有必要打印吗，而且能打印么，不是搞什么噱头吧？本篇我们看看这到底是怎么回事。 我们所穿的运动鞋鞋面是什么材料的？纤维、皮质还是棉布？从视频看出耐克采用的是FDM工艺，而它所用的材料是弹性的TPU，被誉为第一款用于高性能鞋类的3D印花鞋面。TPU和3D打印的优势TPU的好处是比其他纺织品更轻便透气， 而3D打印的优势除了更快的测试和修正设计并调整材料外，还可以通过调节丝线间距来精确调节密封效果提高舒适性。并且TPU材料可与其他纱线材料一起使用（耐克用的芯线是聚酯纤维），材料通过热粘合成为一体，避免使用胶水和缝合。个性化定制耐克新跑鞋的核心优势在于可以根据消费者的脚来定制。使用3D打印技术制造的鞋品比以往技术要快十几倍，鞋面打印完之后贴在泡沫鞋底上即可，这个过程被称为FlyPrint，大大减少运动鞋的制作时间，更减轻了重量。富含科技感这款运动鞋是专为马拉松运动员而准备，因此融入科技是必须的，值得一提的是平时穿的运动鞋一旦遇上潮湿环境便会吸水，水分在里面难以蒸发，增加鞋子重量只是一方面，更重要的是不舒服，而3D打印配合新材料和设计使水分易于排出从而解决了这一弊端，还真是得靠3D打印。所以说，一双鞋真要讲究起来确实可以融入很多科技。3D打印用于制鞋始于Adidas采用CLIP技术打印中底，此后各大品牌纷纷加入，国内也有匹克可以借鉴。其实借助高科技试鞋、买鞋并没有距离我们太远，在大商场里经常会看到一个智能设备进行虚拟试穿，如此可以看出制鞋业这个传统行业在与高科技结合之后焕发出来的勃勃生机。感谢您抽出来阅读此文延伸阅读：解读：3D打印用于制鞋领域最贵跑鞋穿上之后是什么feel？高清细节展示从摩拜单车谈至未来汽车制造转载请注明出处长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：耐克：这次打印的不是鞋底，是鞋面

你的关注是笔者写下去的动力PEEK的熔点较高，采用常规市面见到的打印机无法打印。目前打印方式有SLS和FDM两种，前者仅有EOS一家可做，后者稍多。近年国内也已开发出较为成熟的PEEK桌面打印机并获得不少医疗应用。本篇笔者列举国内PEEK打印机品牌及在医疗方面的应用及优势。打印机1.上海远铸智能远铸智能搞了一个洋气的名字INTAMSYS，还做了一个更洋气的全英文网站，该公司在国内好像并没做什么广告，圈内知道的好像也不多。但该公司推出的却是高性能的FDM打印机，可以打印PEEK、PEI、尼龙等20多种高性能丝材，该品牌打印机多次亮相国外3D打印展会。2.西交大聚高聚高3D打印机应该是名气比较大的，前不久西交大团队凭借其自主研发的PEEK打印机及产品荣获国际索尔维杯增材制造银奖，可见该团队在设备、材料、应用方面都已经取得不错的成绩。3. 一迈智能网上可查到东莞一迈智能是一家做中高端类打印机的公司，2017年推出了自产PEEK线材及高温3D打印机。4. 科瑞特科瑞特来自河南，据了解该品牌全球市场累计销售突破1万台，现已成为国际知名品牌，与全球知名企业如空客、雷诺、奔驰等都已建立合作。2017年推出了PEEK打印机。应用PEEK的突出特点使其能够适用于电子、航空航天、汽车、工业和机械行业的零部件制造。此外，它还可以广泛应用于医疗领域。下面介绍几个例子。1. 颅骨修复钛合金是颅骨修复中常用的材料，PEEK与其相比，物理性能更接近人体骨骼，质地坚固、不会出现受力凹陷的风险；而且隔热性好，能避免冬冷夏热。2015年，湖南完成首台国产3D打印Peek材料颅骨修补手术。2. 肋骨植入2015年唐都医院完成了国内首次3D打印钛合金胸骨置换手术，但钛合金的弹性模量和屈曲强度与真实的胸肋骨的差距很大，容易损伤周围正常器官。同时，钛合金材料会对CT检查产生强烈干扰。2017年5月，唐都医院为患者完成了3D打印PEEK肋骨的植入手术，属国际首例。钛合金胸骨和肋骨3.胸骨植入自2017年4月以来，唐都医院率先开展采用3D打印PEEK材料置换胸肋骨手术，目前已完成26例该类手术。医学图片过于恐怖，有兴趣的读者点这里。4.护心板植入2017年8月，上海儿童医学中心完成了国内首例3D打印PEEK“护心板”临床实验。PEEK在医疗上的诸多优势使其具有广泛的应用前景，不得不说，唐都医院和西交大聚高团队走在了前面。PEEK的国内其他应用目前少有报道，作为一种特种高分子材料，相信终究不会被埋没。感谢您抽出来阅读此文延伸阅读：PEEK特种塑料应用实例及当前打印工艺ARGO 500：去他的金属打印！转载请注明出处长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：国内PEEK打印机及医疗应用案例

3D 打印技术在医疗领域具有广泛前景，在手术预演模型、骨骼替换、假肢制作、牙科、组织器官打印方面具有深入的研究和应用，可为患者提供精准、个性化的医疗解决方案。平时我们听到、看到最多的便是3D打印辅助器具以及如髋关节类的植入物，用于眼科的报道非常少，本篇文章笔者主要介绍3D打印技术在眼科中的应用。3D打印技术在眼科中的应用●定制眼镜●定制义眼●定制检查器械●定制教学用具●定制植入物1. 3D打印定制眼镜：防脱落，更舒适镜框太沉？镜框总下滑？镜腿太长还夹头？不管你有没有遇到过这些苦恼，市场上的镜架却都是千篇一律的标准化制作，而人们的脸庞形状却存在很大差异，镜框的任何细小变化都会给人们带来不同的佩戴体验，如何挑选一副合适又不至于后悔的镜架实在麻烦。眼镜制造商也成功get到了消费者的这一痛点，于是借助扫描和3D打印推出了个性化定制的眼镜框。3D建模制作定制镜框新型的眼镜架具有量身定制的专属鼻托，即使长久佩戴，也不再有自动滑落的困扰，而且3D打印的镜框仅3.7克，相比于传统量产镜框的11克可大大减轻疲劳，价格在500-800元。2. 3D打印定制义眼：价格更低、速度更快、质量更好普通义眼通常由特殊的玻璃材料或丙烯酸制成，同时需要经过细致的手工描绘才能与使用者的另一只眼球相匹配，一般需要数周时间才能完成，同时制作成本高达3000英镑（以英国为例）。 传统方式制作义眼3D打印义眼然而，通过3D打印制作出来的义眼不仅佩戴更加舒适，材料寿命更长，成本更是低至100英镑，每小时可制作150只。医生只需要将病人正常的眼球图像全部采集下来，然后通过3D打印机在义眼上进行复刻，便能以假乱真。3. 3D打印定制检查器械：便宜又实用医疗检查器械往往十分昂贵，而新西兰的眼部护理企业oDocs却借助3D打印创建了便携式低成本的眼部护理套装，它比现有的眼部护理设备更经济，更可与专业医疗设备媲美。oDocs开发的眼科检查器械visoClipvisoClip本质上是一个配备了光学镜片的小型3D打印夹具，可以固定在iPhone的镜头上，有效的将iPhone变成一个前端显微镜，配合已经安装的眼科检查软件用来显示眼睛前三分之一部分的高分辨率图像。专业的设备可能需要1万美元，而它仅50美元，以visoClip为代表的系列3D打印检查器具已在新西兰赢得了多项荣誉和创新奖项。4. 3D打印定制教学用具及术前模型：简单、低成本、逼真、耐用眼模型可以用于模拟正常或病理眼睛的光学性能、评价折射原件的特性和指导眼科教学及模拟手术等，一种简单、低成本的方法制造出逼真、耐用的眼模型在眼科研究领域具有重要意义。传统眼模型的制造需要许多复杂部件模型的制造，设计、生产周期长，且精确度不高。3D打印似乎就是为了解决这些困难而存在。 眼科教学眼科手术极其精密，一旦失误将对患者造成难以预计的影响。应用3D打印技术制造正常及病理眼球模型在教学和临床应用有很多优势，可以直观讲解眼球结构及疾病发生发展机制，满足教学需求及疾病研究; 也可用于眼科手术教学、训练，培养新一代眼科医生; 更重要的，它可以模拟病理结构，使眼科医生在术前反复模拟手术过程，预估术中及术后风险，选择最佳治疗方案。5. 3D打印定制植入物植入物可以分为两类，一类是医学假体，一类是组织器官。依据 CT 扫描、CAD 模型，利用 3D 打印技术可精确地打印出手术所需要的植入物或假体。在眼眶骨折、眶壁塌陷、眼窝内容积增加、眼球凹陷时，需手术填充，使眼球恢复正常位置。对填充物的大小规格，可以通过 CT 扫描眼部骨折情况，利用CAD 模型，对侧好眼的镜像原理，借助 3D 打印机打印出合适大小的填充物，真正做到个性化治疗。眼眶骨折植入假体医学假体已经用于眼科的临床治疗，而组织器官打印却一直是尚未攻克的前沿科学。借助3D打印制造出由自身细胞生长成的人工角膜、人工晶状体、人工视网膜，甚至眼球，这些器官组织具有生物功能，可以减轻甚至避免免疫排斥，更能解决供体器官稀缺的难题，具有广阔的应用前景。3D打印技术将越来越广泛地运用于眼科的临床医学。阅读本文 请关注笔者公众号感谢您抽出来阅读此文延伸阅读：空间站纪实:奋起的中国航天从摩拜单车谈至未来汽车制造2018 TCT 应用篇转载请注明出处长按添加订阅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打印在眼科中的应用

近段时间，惠普在国内多个城市频频举办研讨会，宣传势头强劲，传统激光烧结技术的潜在客户更是被惠普截胡不少，MJF技术似乎已经在舆论方面打下半壁江山。已存在仅30年的激光烧结技术真的被打败了吗？面对两种工艺用户该如何抉择？本篇文章，我们将在精度、材料、成本和制作效率等方面比较两种工艺，方便用户客观选择。MJF＆SLS：有什么区别？惠普多射流熔融（MJF）和选择性激光烧结（SLS）是高分子粉末床成型系列的两种工业3D打印技术。在这两种工艺中，零件都是通过逐层热熔（或烧结）聚合物粉末颗粒成型。MJF和SLS使用的材料都是热塑性聚合物（通常为尼龙），呈颗粒状。激光烧结MJF和SLS的主要区别是热源。SLS使用激光扫描烧结每个截面；而MJF是通过将助熔剂分散在粉末上，以此吸收更多红外光而熔化。该技术可以看做是SLS铺粉技术和喷射技术的组合。MJF多射流熔融由于MJF和SLS打印的部件非常相似，因此选择哪种工艺就要在成本、效率以及细微之处进行研究。工艺流程选择性激光烧结首先在构建平台上铺上一层粉末，然后CO2激光器扫描零件截面烧结粉末，然后平台向下移动一层，重复该过程直到作业完成。SLS打印的尼龙件多射流熔融第一层粉铺好，然后喷射助熔剂，并在同一时间喷射细化剂以获得高清晰度的边缘，然后再通过热源将粉末熔融，如此以来，层层堆叠成物体的形状。MJF打印的尼龙件两种工艺在将部件从粉末中取出之前，都需要将成型缸冷却。制作效率在SLS中，每个横截面都是逐点熔化，MJF则是以线条方式熔化。但这并不会显著减少打印时间，因为总打印时间还要看打印的总层数和重复次数（MJF分层厚度为0.08mm，SLS通常为0.1mm）。MJF显著提高速度的地方是其配备了含有冷却系统的后处理站，可加快成型缸冷却，并有助于粉末去除。通常MJF打印完毕之后，成型缸在设备中静置约30分钟可取出进入后处理站继续冷却，此时设备可以更换成型缸继续打印；而SLS需要在设备中放置多个小时至低温方可取出，MJF后处理快速冷却系统的使用大大缩短了交付周期。粉末利用率MJF工艺粉末回收利用率达到80-85％，而SLS粉末只能回收利用50％-60%。尺寸精度MJF和SLS都是具有高尺寸精度的工业3D打印技术。但是，MJF在精度方面更具优势。MJF打印头分别率达1200 DPI（或每0.022 mm1个点），而SLS激光光斑尺寸大约为0.4 mm。而且MJF细化剂的使用使其可以打印细小、锐利的结构。两种技术所推荐最小壁厚均为1毫米。但在工业生产上，更高的精度未必有实际意义。特征MJFSLS尺寸精度±0.3％（±0.2 mm）±0.3％（±0.3 mm）常见的层厚度70-100μm100-120μm最小壁厚0.6mm0.7mm最小细节0.25mm0.3mm由3D Hubs提供 高分子粉末床技术的优点是不需要支撑结构，允许创建任何复杂自由结构，但MJF和SLS都容易发生翘曲，因此必须避免大面积的截面。在相关测试中发现，MJF打印过程中零件也可能出现翘曲。外观和表面质量目前用于MJF系统的助熔剂均是黑色，因为黑色材料可更有效地吸收辐射。因此，MJF零件具有浅灰色外观，后处理时可以统一做成黑色。SLS部件通常为白色，可以处理成任何颜色。灰色的尼龙粉末激光烧结后与MJF打印的零件非常相似。采用这两种技术打印的零件都具有颗粒状表面，但两者都可以通过后处理达到非常高的标准。材料特性测试中，两种工艺使用的材料都是PA 12（尼龙），MJF的打印件显示出优异的强度和柔韧性以及更均匀的机械性能，SLS打印件Z方向强度稍低一些。性能HP PA 12SLS PA 12抗拉强度XY：48MPa Z：48MPaXY：48MPa Z：42MPa拉伸模量XY：1700MPaZ：1800MPaXY：1650MPaZ：1650MPa延伸率XY：20％ Z：15％XY：18％ Z：4％由3D Hubs提供SLS的优势在于具有更多的材料选择，如碳纤维复合PA，铝粉复合PA以及柔性TPU等。此外，SLS已经有几十年历史，成型过程已具备深入研究。去年，MJF工艺中只有PA12可用，并且重要的工程性能如冲击强度和蠕变特性并进行相关测试。随着技术成熟，MJF技术会有更多材料选择，当前已知的有PA11，玻璃微珠复合PA12，以及PP材料。成本和交货时间为了评估这两种技术的成本和交付周期，研究人员在3D Hubs平台上进行了一项实验。每种技术都需6个3D打印服务商报价，包括单件打印和小批量生产（30份）。测试中使用的模型体积为23.8 cm3，边界框尺寸为101.9 x 45.0 x 18.0 mm，如下：对于单件打印，MJF和SLS 的成本几乎相同，然而对于小批量生产，SLS的平均价格更加经济（低约10％）。统计MJFSLS单件费用平均：$ 46.28最低：$ 25.71平均：$ 46.45最低：$ 26.79小批量单件费用平均：$ 28.75最低：$ 19.00平均：$ 25.85最低：$ 19.48交货时间平均：4天最快：2.9天平均：7天最快：5.2天由3D Hubs提供在交货时间方面差异比较明显：MJF订单的平均交付时间比SLS订单平均快3天。这说明了MJF的工作流程（冷却、后处理等）明显比SLS工作流程更快，并且这对交货时间有显著影响，“快10倍”的说辞倒不至于。展望未来SLS与SLM一样只能烧结单一材料，但MJF工艺可以通过改变助熔剂的种类或浓度使零件具有不同的材料属性。惠普称，可以通过这种方式控制零件的机械、热学、光学甚至电学性能。不过这种功能在第一代机器中尚不可用，而且只能制造单一材料零件。第二代惠普打印机可支持多材料和多颜色打印。总结MJF和SLS都可以生产具有良好尺寸精度、光滑表面和自由几何形状的功能部件。SLS材料的物理性质和力学行为已有详尽的研究，而MJF尚未获得广泛性的研究。SLS的打印成本稍低，但MJF的交货时间要快出很多。未来两者在材料多样化方面将会并驾齐驱，在各方面相差无几的情况下，买家需要考虑的是更在乎效率还是成本。然而，SLS技术可以选择EOS、3D System、华曙，MJF却只有惠普！阅读本文，请关注公众号延伸阅读：金属打印成本结构分析（上）金属打印成本结构分析（下）多光束下的激光打印系统技术竞争：喷射技术比你想象的更加重要感谢您抽出来阅读此文转载请注明出处长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：惠普多射流熔融技术与激光烧结技术谁优谁劣，该如何选择