据新华社官微报道：近期，中国科学院上海微系统所陶虎团队与上海交通大学夏小霞、钱志刚合作，成功用基因重组的蜘蛛丝蛋白3D打印出纳米机器人。相关研究成果被发表于《Nature Communications》。 据介绍，该技术加工精度可达14nm，接近天然丝蛋白单分子尺寸（~10nm），较之前技术提升了1个数量级。 蜘蛛丝蛋白是具有极好的弹性和强度的蜘蛛丝的主要构成成分，包含甘氨酸、丙氨酸以及少量的丝氨酸，加上其它氨基酸单体蛋白质分子链构成。 蜘蛛丝中的不规则的蛋白质分子链（非晶区），使蜘蛛丝具有弹性；蜘蛛丝中规则的蛋白质分子链（结晶区），又使蜘蛛丝具有强度。 实验表明，一束由蜘蛛丝组成的绳子比同样粗细的钢丝绳还要坚韧，它能够承受比钢丝绳还多5倍的重量而不会断裂。 蜘蛛丝蛋白优异的机械强度为复杂三维纳米结构提供了关键支持，良好的生物相容性允许进一步通过功能化，实现可载药、可驱动、可降解的4D纳米功能器件（时空可变形），在智能仿生感知、药物递送纳米机器人、类器官芯片等研究领域具有明确的应用前景。 由于在自然界中获取大量蜘蛛丝非常困难，该团队创新开发基因重组蜘蛛丝蛋白光刻胶，通过优化重组蜘蛛丝基因片段和分子量，结合基于百万级数量电子的大规模仿真模拟，实时控制加速电压调控电子在丝蛋白光刻胶里的穿透深度、停留位置和能量吸收峰，实现了分子级别精度的真三维纳米功能器件直写。   据悉，该技术成果加工精度达到14纳米，这一技术有望用于智能仿生感知、药物递送纳米机器人等领域。 注：本文内容来自镁客网。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.结构易仿、制造不易、科学更难 | 史玉升教授团队的4D打印研究进展 2.史玉升教授团队顶刊综述：超材料的增材制造技术与发展趋势 3.美大学借助3D打印开发出新型轻便、可防止变形失效的超材料 4.装备：实现新型仿生/梯度结构设计，催生新概念武器装备

齿科作为3D打印技术最成熟的细分市场应用之一，在不知不觉中走入我们的日常生活。鉴于每位患者的差异特性，齿科医疗的个性化定制需求与3D打印的技术特点完美匹配。从早期的DLP技术通过价廉物美的特点敲开齿科市场的大门，到如今简单易用的椅旁方案被牙医、正畸医生和口腔外科医生广泛接受，3D打印正在帮助齿科行业完成从数字化生产到智能化生产的转变，并深入渗透到种植牙、隐形正畸、手术导板等多个应用点。 3D打印在齿科行业最为常见的应用包括牙模、正畸、金属牙冠牙桥、金属支架、手术导板等。无论是采用光敏树脂固化还是金属粉末熔融，都需要针对模型进行数据准备，包括文件导入和修复、模型识别和摆放、面向生产的模型优化、支撑排版、切片等步骤。Oqton系统是一款基于人工智能的全自动数据准备产品，可大大降低增材制造技术的使用门槛并提高批量化生产效率。 数据导入和修复 Oqton系统支持多种数据格式的导入，并可对模型进行自动修复，无需人工干预。系统还支持模型多次修改后上传，并自动记录各个版本。用户可在系统中查看每个版本的模型，方便后期追溯。 模型识别和摆放 当模型导入后，系统会基于机器学习数据自动识别模型类别，并可根据识别后的模型类别自动适配工艺路线，达到真正的自动化。模型识别可将不同齿科模型分为牙模、牙冠、牙桥、支架、导板等。针对多颗一体的牙冠牙桥，还可根据颗数进行细分，细分结果可用于后期统计每版的平均打印牙冠数量。 根据模型类别自动适配的工艺路线中包含了针对该类模型的摆放、支撑、切片等工艺参数。系统首先通过机器学习算法根据过往相似齿科模型推荐摆放方式，用户也可选择更适合自己的推荐摆放角度或者自定义摆放，系统将学习用户的摆放习惯不断优化，并生成更适合该用户的摆放方式。系统提供的推荐摆放角度是根据不同类别模型的特征和加工要求给出的，例如针对齿科支架，系统会采用人工智能算法识别出花纹面和佩戴面，并将花纹面朝下摆放。牙冠牙桥也会采用类似算法考虑边缘线进行摆放。 面向生产的模型优化 齿科的初始模型数据一般来自口扫，口扫数据经过处理并根据不同要求进行设计，设计后的模型文件将用于生产。在传统的数据准备流程中，设计人员不仅负责模型设计还要考虑实际打印工艺进行模型优化和编辑，这个过程往往费时费力。如果设计人员水平有限，打印模型可能因为错误过多而无法被直接用于打印。 Oqton系统根据不同应用场景，提供了相应的模型自动优化功能，以保证模型可打印、产品更易用。 针对椅旁方案中最常见的牙模模型，系统会根据牙龈线位置和牙模形状自动切平底部，避免因为设计问题导致底部不平造成的打印缺陷。此外，系统还可对牙模进行镂空和打标签。与市面上其他软件的镂空功能不同，Oqton作为一个面向实际生产和应用设计的系统，提供了考虑牙模使用时受力情况的镂空功能，在节省材料的同时兼顾强度和耐用度。 打标签也是正畸等齿科应用不可或缺的功能之一。Oqton平台可根据患者名称、病例编号、排版序号等信息自定义标签内容，小批量生产也可自动打标。排版序号、病例编号等信息同时用于生产任务的追溯报告，保证溯源、方便分拣。 不仅针对单一增材制造方式，Oqton平台还根据增减材加工方式提供了自动机加工补偿，用户可在同一个平台上进行不同生产方式的模型优化，由此减少了用户的学习和使用成本，有助于生产智能化在齿科的推广和落地。  支撑排版 Oqton平台提供了多种适用于齿科方案的支撑方案，包括锥形、块状、晶格复合支撑等，在保证打印强度的同时尽可能减少支撑用料。 在金属打印中，支撑对零件成型起到关键作用。太少的支撑会导致零件变形，太多的支撑又会增加后处理的成本。针对牙冠牙桥，平台可自动添加支撑并生成打印任务，减少了人工成本。针对支架，平台借助人工智能识别分类，会优先自动添加在加强杆上，在保证支撑数量的情况下减少对零件表面的影响。 齿科方案中常用的另一类技术是DLP和LCD，针对手术导板等应用，Oqton平台提供了简单易去除的支撑方案。锥形点支撑可以减少零件和支撑的接触面积，与基板的接触部分可额外添加接触平面，降低倒挂式设备的失败风险。 系统还可自动生成排版，同时考虑摆放要求，无需额外的人工干预。如针对正畸，可将模型沿着刮刀方向进行排版，尽可能减少刮刀移动距离，减少生产中不必要的耗时。结合Oqton平台提供的生产管理功能，齿科生产型应用可实现全自动数据准备和生产。 此外，还可根据实际打印情况选择不同的摆放精度，并在基于模型形状摆放的技术上，提供了多层摆放方案，进一步提高了排版使用率。系统还可根据优先同一订单、同类模型一版等规则优化排版，使得自动排版结果更符合实际生产需求。 切片与打印 当数据准备完成后，还需根据实际生产的设备生成设备可读的工作文件。目前市面上进驻齿科市场的设备品牌繁多，一家诊所或加工中心往往拥有不同品牌和生产方式的设备。Oqton系统支持多种金属、树脂3D打印设备，同时也可生成齿科CNC设备所用的gcode，帮助用户在同一系统中完成不同的生产数据处理。 Oqton系统不仅提供数据准备和生成切片的功能，还可支持多款设备的打印文件传输，用户将受益于设备物联网的连接，无需移步即可操控设备进行打印，并可通过邮件短信等及时了解打印进展，合理安排工作。  总结 在数字化、自动化逐渐普及的今天，各行各业的生产智能化势不可挡。3D打印在齿科行业的应用点日益增多，Oqton系统精准定位生产环节痛点，提供简单易用的全自动方案，帮助已受益于数字化的齿科市场，轻松迈入智能化生产的时代。 想了解更多关于Oqton平台如何助力齿科市场，尽请关注2021 Formnext South China展位。 欢迎转发主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.工艺人员会失业吗？开启金属3D打印，并没有你想得那么难 2.提前布局MES，迎接增材制造批量化生产的时代 3.有没有一款3D打印数据处理软件，能满足齿科加工的所有需求？ 4.牙科 | 3D打印纯钛、TC4、钴铬合金的性能对比

超材料（Metamaterials，MMs）是指自然材料所不具备的特殊物理性质（如电磁/声学斗篷、零/负泊松比、负折射率等）的人工结构或复合材料，这些奇特的物理特性可以通过精心设计的（准）周期性结构或多材料组合来实现，在国防工业和民生领域都有着广阔的应用前景。增材制造技术由于在制备复杂结构方面具有巨大优势，为制备超材料提供了有效技术手段，为此，该团队2021年在材料领域顶刊Materials Today（IF=26.416）上发表论文，对超材料的增材制造技术与发展趋势进行论述，为超材料在工程机械、航空航海和生物医疗等领域的应用提供了思路，具体情况总结如下。 明晰了超材料的分类 近年来，超材料受到越来越多科研工作者的关注，各种各样具有不同物理特性的超材料被设计出来。根据超材料的功能不同，目前超材料大致可分为四类：电磁超材料、声学超材料、热学超材料和机械超材料，根据其具体的原理和应用领域不同，将上述四类超材料进一步细分为：（1）电磁隐身超材料、电磁吸收超材料、太赫兹电磁超材料等；（2）声隐身超材料、声波吸收超材料、声波聚焦超材料等；（3）热流控制超材料、热隐身超材料和热辐射超材料等；（4）吸能超材料、负泊松比超材料、最大体模量超材料等，如图1所示。 1. 超材料的分类与典型结构 指出了增材制造不同类型超材料的研究现状和发展趋势 根据成形材料的形态，增材制造工艺可分为丝状、粉状、液状、片状，适用材料包括金属、聚合物和、陶瓷，以及他们的复合材料，成形尺寸从纳米级到米级，可以极大地满足大多数超材料对于成形精度与尺寸的要求。然而，需要注意的是，不同的增材制造技术具有不同的特性，成形材料、尺寸、分辨率和表面质量等也都有显著差异。在超材料的增材制造方面，要根据所需材料的结构和特性选择合适的工艺，如图2所示。 图2. 典型增材制造工艺在成形各种尺寸超材料时的特点。三角形、圆形和正方形分别表示最大零件尺寸、最小零件尺寸和成形分辨率，符号的位置表示与波长对应的尺寸，两个符号之间的距离表示各种增材制造技术可实现的单元数量。 增材制造五模超材料 五模超材料（Pentamode Metamaterials, PMs），也称为五模结构，是一种特殊的工程结构，其弹性矩阵中仅有一个特征值不为零。五模超材料与常规点阵结构相比，具有更强的可设计性、类流体特征和多物理性能协调能力，因此具有更加广阔的应用价值。然而，由于五模超材料的几何形状高度复杂，传统制造工艺难以实现。为此，该团队近年来采用增材制造技术成形五模超材料，通过均匀化等效性能方法以蜂窝结构和金刚石晶格构型为基础，得出了几何参数对力学性能的影响规律和结构设计对力学及传质性能的协同调控机制，设计并制备了两种形式的五模超材料：二维蜂窝状五模超材料和三维金刚石五模超材料，该五模超材料具有与水相似的声学性能，具有“隐身”效果，在水下声学工程领域有较大的应用前景。此外，优化三维五模超材料几何形状，可解除模量、强度与渗透率之间的耦合关系，从而实现力学和传质性能的协同调控，在生物支架工程领域具有较大应用潜力。 图3.增材制造的五模超材料。二维五模超材料（A-B）结构构型与单胞；（C）频散曲线；（D）声场模拟；（E-F）理论力学受力分析结果；（G）相对模量和（H）相对强度与相对密度的关系曲线；三维五模超材料（a-b）结构构型与单胞；（c）压缩应力应变曲线；（d）压缩模量与体积分数的关系；（e-g）不同构型超材料传质过程速度分布云图；（h）复合五模超材料生物支架结构 尽管增材制造超材料的研究已取得了部分结果，但要取得更好的效果，还有很多科学问题亟待解决。在超材料的设计方面，一是需要将超材料的维度从二维扩展到三维，现有的MMs主要采用二维设计，可取得良好的仿真和实验效果，但在实际应用中，二维超材料的功能在垂直于二维平面的方向上会完全失效；二是需要降低超材料的各项异性，使其在不同方向上具有相同的功能；三是可以设计具有多种功能的超材料，如同时具有声波吸收和能量转换的功能。在增材制造技术方面，一是需要开发出能够同时成形性质差异较大的多材料增材制造技术，以满足超材料的多材料体系中异质材料的成形需求；二是需要开发出容易去除的支撑材料，以确保超材料的复杂结构具有足够成形精度的同时不受支撑去除的困扰；三是解决增材制造技术中成形精度和成形尺寸之间的矛盾，在提高制造精度的同时成形出大尺寸的超材料构件。 近年来，该团队在增材制造超材料的设计与制备方面，发表了系列文章，具体论文连接如下： https://doi.org/10.1016/j.mattod.2021.04.019 https://doi.org/10.1016/j.actbio.2020.05.038 https://doi.org/10.1016/j.eng.2019.06.009 https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2021.106331 https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2019.111199 https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2020.108417 https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2020.06.005 通讯作者宋波教授，曾获国家优秀青年基金、湖北省杰出青年基金等，发表SCI论文70余篇，包括Materials Today，Acta Materialia，Additive Manufacturing，Acta Biomaterialia等高水平期刊，封面论文1篇，ESI高被引论文3篇，热点论文1篇，机械工程学报2020高影响力论文10篇之一，获湖北省技术发明一等奖1项。 团队学术带头人史玉升教授，获国家科技进步二等奖、国家技术发明二等奖、中国十大科技进展、中国智能制造十大科技进展各1项、省部一等奖5项，获国家科技进步二等奖1项。史玉升教授团队从1991年开始进行增材制造的研发工作，目前形成了增材制造设计、材料、工艺、装备、测量、应用的成套关键技术。相关研究成果入选中国十大科技进展、中国智能制造十大科技进展，并入选教育部和湖北省创新团队。 注：本文内容来自华中科技大学、机械工程学报。欢迎转发主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.史玉升教授：4D打印智能构件的增材制造技术及应用领域 2.结构易仿、制造不易、科学更难 | 史玉升教授团队的4D打印研究进展 3.材料–结构–性能一体化增材制造 | 顾冬冬教授发表南航首篇《Science》论文 4.美大学借助3D打印开发出新型轻便、可防止变形失效的超材料

6月16日，以透明牙套为主要产品的隐形矫治解决方案提供商——时代天使在港交所挂牌上市，开盘股价大涨超131%，盘中涨幅扩大至162%，市值超750亿港元。通过基于3D打印及自动化生产线等顶尖智能制造技术的「规模定制」模式，制造所有隐形矫治器应用于特定矫治方案，时代天使成为中国“隐形正畸第一股”。 口腔隐形矫治（无托槽隐形矫治）20年的发展史完全建立在3D技术基础之上。3D打印技术的成熟为隐形牙套提供了精密牙模原型，让隐形牙套有了可靠的技术保障。时代天使也因3D打印技术发展壮大，每年帮助医生设计十几万个患者的治疗方案、形成最大的亚洲人种口腔医学数据库之一、每年生产超过1600万个个性化医疗器械，并准备在未来达到每年1亿个的产能。 • 2003年，时代天使开发了中国首例隐形矫治器治疗解决方案。•2006年，时代天使标准版获国家食品药品监督管理局批准，成为于中国获得专利的首项隐形矫治器治疗技术，并开始推出隐形矫治器产品。•2007年，时代天使在北京建立3D打印生产线，此为中国隐形矫治器的首条3D打印生产线。•2010年，时代天使将制造中心搬至无锡市，并于2011年建立了中国首个及最大的口腔矫治器3D打印基地。•2017年，时代天使建立了第一条自动化生产线，这使其能够快速实现规模定制并扩大经营规模。批量3D打印牙模的生产优势 3D打印是一项精密生产技术，能够生产匹配每位患者牙齿的复杂及独特移动的牙模。作为一个计算机控制的生产过程，3D打印根据模型通过连续打印约200层材料形成牙模。根据招股书，时代天使已在无锡生产基地里建成中国最大的牙科3D打印基地并部署第四代3D打印机，此类打印机是牙科应用中最先进的设备。3D打印机带有自定义内置参数，可以满足大规模生产需求，生产速度约比行业平均水平快25%至50%。 对获取的原始数据进行矫治过程设计（与品牌无关，仅作解释） 通常，一个患者需要更换30-40副左右的隐形牙套，通过对牙齿持续形成的轻力，达到矫正的效果。30-40副隐形牙套意味着需要打印30-40个矫正牙齿模型，每个模型之间只有非常细小的差别。如果采用传统加工方式，根本无法在短时间内为患者量身定做和批量化生产矫正模型。3D打印作为一种数字化成型技术，能将任何数字化的设计转化为实物，而在牙科矫治行业，3D打印技术恰恰可以满足个性化和批量生产这两种条件。可以说，隐形牙套是一个因3D打印而生的行业。 3D打印技术参考查阅了同类企业采用3D打印技术制造牙模的优势介绍。批量打印单一患者20 个牙模的大约需要4小时40分钟，而如果采用外包则需要7天，这相当于每个模型的生产时间不到30分钟；与此同时，3D打印批量生产牙模可以在没有人工参与的情况下进行，24小时不间断作业，只需要接入设计文件并保证树脂充足。凭借批量打印的能力，3D打印成为替代注塑成型的可行解决方案，并改变了其他制造牙科模型的传统方法。 批量3D打印牙模（与品牌无关，仅作解释） 时代天使制定的各种矫治方案首先交由牙科医生批准，随后在无锡生产基地制造。一方面，各矫治器均须以定制方式进行精确校准与制造，以符合患者牙齿在相应矫治方案各阶段的位置。另一方面，时代天使须实现量产，以降低成本并扩大经营规模。借助于3D打印及自动化生产线等技术，时代天使已实施「批量定制」模式，可批量生产定制化隐形矫治器。其「批量定制」流程通常分为四个主要步骤，包括： (1)基于已批矫治方案，对牙模进行3D打印，描绘患者牙齿的未来位置 。(2)每个牙模通过热压成型用以生产矫治器。(3)隐形矫治器的修整、抛光与质检。(4)在自动分拣系统中按指定识别码分拣并包装所有成品矫治器。随后，每位患者的所有矫治器将被打包发给该患者的牙科医生。 3D打印的牙模（与品牌无关，仅作解释） 1万块的牙套赚7000，暴利令人瞩目 时代天使使用3D打印技术生产一系列模仿每位患者牙齿未来位置的牙模，对隐形矫治器的生产非常重要。由于产品制造过程需要大量且多样的专业技术，时代天使认为制造能力是其成功的关键。为了生产具有高精度及一流质量的定制产品，该公司已开发若干专利制造过程及技术，尤其是采用3D打印及生产自动化技术来提高制造过程效率及稳定性。为提高牙模及隐形矫治器的精度，时代天使设计了牙模3D打印精度评估方法，并开发基于六轴机器人的隐形矫治器高精度切割技术。 基于先进的制造技术，时代天使的高毛利令人瞩目。2018-2020年，该公司的毛利率分别达63.8%、64.6%及70.4%。这意味着，一套一万元的矫治器，出厂即可赚7000元。根据公开资料显示，时代天使标准版、冠军版、儿童版以及COMFOS四种产品的建议零售价分别为3.2万元、4万元、2.6万元和2.4万元。北京商报指出，由于牙齿矫正行业尚属于成长期，市场需求大，行业供给不足，供不应求，竞争不激烈。市场处于卖方市场，拥有定价权，行业毛利较高。 时代天使产品价格（亿欧网整理） 未来，时代天使计划利用先进智能制造技术，全面采用智能隐形矫治器制造工艺，以扩大产能，提高生产效率。尤其是正在无锡市建设创美基地，包括新型生产设施及研发中心，建筑面积约为126,000平方米。时代天使计划为创美基地及现有生产设施配备最先进的智能制造技术，包括最先进的3D打印机以及生产自动化技术（如机器人技术）。时代天使认为这些技术将降低成本、更好地控制隐形矫治器的质量、更及时地满足客户的要求和订单，以及实现规模经济。时代天使预计在2021年年底之前将创美基地最初数个已设立的自动化生产线投入生产。经过全面投入生产后，创美基地的新型生产设施预计将年产约1亿个隐形矫治器。 注：本文内容来自3D打印技术参考，转载请注明来源。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.隐形牙套的真正3D打印流程及工艺种类 2.牙科 | 3D打印纯钛、TC4、钴铬合金的性能对比 3.3D打印将彻底颠覆口腔正畸治疗方式 4.年盈利13亿美元的隐形牙套制造商——隐适美的商业模式

“足帮帮”是一款基于三维视觉技术打造的3D脚型扫描仪，能快速完成高精度足部模型重建的程序。“足帮帮”力图通过技术和市场应用的融合合作，打通足部三维数据的高效采集及数据应用链条，助力医疗健康产业的方案升级。 01先临三维“足帮帮”3D脚型扫描仪 先临三维“足帮帮”3D脚型扫描仪能采用结构光三维扫描技术，快速获取完整的足部三维数据，并输出高精度的3D模型，还能融合3D检测、结合AR体验以及大数据等技术，是一项可靠的数字化手段，在医疗康复领域中有广阔的应用前景。 02“足帮帮”的核心优势 特点及优势扫描速度快 3秒快速扫描，减少人体活动对测量精度的影响。 数据精度高 人体足部的测量精度达±0.5mm。 操作简单 设备集成度高，可一键扫描。 高兼容性 可无线连接Pad、手机、电视等多种显示终端。 安全光源 使用非接触式蓝光扫描，扫描过程对人体无害。 03“足帮帮”的医疗应用场景 “足帮帮”能够高效获取足部3D数据，包括尺寸、足弓，足跟形状，以及足底受力区域的相关信息，还能集成足部康复云平台—扫描—设计—打印—线上跟踪等模块。 在医疗场景中，可实现患者3D数据的建档，科学矫治方案的指定，并进行治疗前后的数据对比。 同时帮助医疗机构建立如糖尿病足、内外翻足等专项数据库，配合行业科研和医疗方案升级。 “足帮帮”的具体应用 “足帮帮”在儿童足部健康监测中可发挥重要作用。儿童的成长发育过程快速，在这个过程中，经常会出现鞋子不合脚的情形，对于孩子的足部发育造成不良影响，长期鞋子偏大容易造成儿童走路拖拉，前脚掌不离地等不良习惯，鞋子偏小则会造成高弓足、指甲受伤、拇趾外翻、影响血液循环等。“足帮帮”可以通过足部扫描帮助家长及时发现儿童足部健康问题并及早干预。 关注足部健康 随着大众健康消费需求的爆发，人们对于足部的健康不断关注，“足帮帮”实现了从数据获取以及应用的完整闭环中扮演着至关重要的角色。先临三维一直致力于高精度3D数字化技术的普及化应用，推广“足帮帮”，是先临三维推进高精度3D数字化技术普及的一项重要实践，深化了3D数字化技术在医疗健康领域的应用。先临三维也将持续努力，以高精度3D数字化技术为更多行业赋能，以科技的力量助力创造更健康的品质生活！ 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.新品揭幕|FreeScan UE激光手持三维扫描仪 让高精度检测更轻便 2.先临三维重磅推出高精度光固化3D打印机，助力原型设计和柔性生产 3.先临三维发布自有品牌高端三维设计软件——SHINING3D Design 4.与航空航天用户绑定，3D打印服务商获发展契机

与所有制造过程一样，最终产品的质量在很大程度上取决于基材的特性和加工技术的精度。对于金属3D打印，尤其是粉末床熔融工艺，即便有很多厂商已经意识到在粉末生产、处理以及打印再到后处理的过程中应当进行气体保护，但对于此方面的研究几乎未受到充分关注。一个关键的问题是，对于采用不同的气体保护，是否会取得不同的结果。 全球最大的工业气体生产商林德集团和医疗领域增材制造的领导者法国3D Medlab公司合作，展开了在特殊气体氛围下，对3D打印钛合金点阵结构生产质量的影响，双方希望以此提高由Ti64制造的医疗产品的质量和生产效率。因为像晶格这样的结构必须稳定、具备所需的所有机械性能，最重要的是能够维持细胞的生长。然而3D打印过程中的烟尘和杂质会导致零件中产生缺陷，即使氧气含量的微小差异也会影响元素的稳定性，从而破坏材料的结构和化学特性。 3D Medlab晶格结构植入物 该研究于2020年1月至2021年3月完成，双方研究了新工艺气体对Ti64晶格结构在激光粉末床熔融(L-PBF)过程中的飞溅形成、工艺稳定性及3D打印零件性能产生的影响。使用光学断层扫描进行的过程监控表明，与单独使用氩气相比，使用氩气-氦气混合气体保护，显著减少了激光熔融过程中的飞溅。研究结果证实，这种氩氦混合气体可将飞溅物的排放量降低35%，显著降低了缺陷的产生风险并提高了零件的整体表面质量。 氩/氦混合气体显著提高了零件的整体表面质量 林德增材制造粉末冶金专家表示：“可靠、可重复的3D打印能力是提高产品质量的关键，这对医疗行业至关重要。此外，从商业角度来看，打印时间是增材制造中重要的单一成本要素，但通过使用恰当的保护气体可以提高薄壁零件的打印速度。林德的新型氩氦混合气体正是为此而开发，是钛合金医疗器械制造领域向前迈出的重要一步。” 3D Medlab增材制造主管表示，孔隙率水平和表面质量是高复杂零件机械性能质量的基本要素，通过确保产品尽可能接近原始设计规格，同时减少可能带入人体的金属粉末，该指标因此成为业内定义增材制造医疗器械质量的首要标准。通过与林德公司的联合研究发现，氦气与氩气的合理平衡，可以对打印质量和生产效率产生重大影响。 有资料指出，打印室内的惰性气体是影响零件质量和整体生产速度的关键因素，该研究的主要目的也是评估理想的气体混合物来优化这两种结果。单独使用氩气时，打印过程会观察到大量飞溅物（或由激光引起的熔融金属颗粒）落至相邻打印部件上。在高度复杂的零件上产生飞溅会影响打印质量，并导致零件螺纹的质量下降。此外，使用纯氩气会产生一定程度的孔隙率。 延伸阅读：「氮/氩」混合气体显著提升工业纯钛3D打印零件的性能 更高的生产效率并不以牺牲质量为代价，根据断层扫描的结果，林德和3D Medlab的研究将孔隙率降低了70%，而点阵结构的压缩性能仍与仅用氩气时相当。除了这两家公司在混合气体方面的研究之外，国内南方科技大学严明教授课题组在多年前研究了氮气与氩气混合气体对商业纯钛和钛合金3D打印零件性能的影响。研究发现，采用氮气与氩气的混合气体作为保护气体，相比于传统工艺中充入氩气作为保护气体，额外的氮元素能够强化钛材料，使材料的力学性能明显更加优异。 在商业纯钛3D打印过程中采用氮、氩混合气体进行保护 严明教授课题组研究数据 通过对同一种工业纯钛的实验研究发现，当氮比重为0.65wt.％时，材料的综合力学性能达到最佳，屈服强度和拉伸强度分别达到807和1037MPa，断裂伸长率为19.15%，与纯Ar打印试样相比，分别提高了49.53%、42.02%和0.78%，显著高于仅采用氩气保护条件下的材料性能。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.南科大：一种将3D打印钛材料价格降低10倍的方法 2.顶刊综述：3D打印金属材料的缺陷种类及其对疲劳性能的影响 3.SLM过程中的缺陷类型、产生原因及其造成的不良影响 4.3D打印点阵结构：材料疲劳容限设计与制造的力学性能综述

2021年6月9日深交所披露：中国证券监督管理委员会批复同意迈普医学首次公开发行股票注册。公开资料显示，迈普医学是一家研发与技术驱动的企业，多年来聚焦生物增材制造等系列先进制造技术开发高性能植入医疗器械，主要产品为III类植入医疗器械，属于国家重点监管的医疗器械产品。迈普医学多年来以临床需求为导向，围绕以生物增材制造为核心的先进制造技术平台，形成与生物增材制造相关的系列核心技术，相关技术与成果处于行业领先水平。顺应全球植入医疗器械领域注重仿生微观结构等技术发展趋势，迈普结合生物增材制造生产植入医疗器械的发展特点，积极布局软组织修复领域，率先将生物增材制造技术应用于软组织修复领域的产品开发。 推出多款生物3D打印产品及重要装备 招股书显示，迈普医学商业化的3D打印人工硬脑（脊）膜补片、数字化设计与精密加工生产技术制造（3D打印辅助生产）的颅颌面修补产品等多个产品已出口至欧洲、南美、亚洲、非洲等70多个国家和地区，并为其贡献了绝大部分营收。 除此之外，该公司采用生物3D打印技术生产的口腔可吸收修复膜和可吸收功能性创面修复补片目前分别处于产品临床试验阶段和产品注册检验阶段。口腔可吸收修复膜用于置于口腔软组织和骨缺损之间，选择性地阻挡新生成纤维细胞和上皮细胞进入骨缺损区，辅助骨缺损愈合；可吸收功能性创面修复补片主要用于促进创面缺损的修复与重建。 迈普医学产品 随着生物3D打印市场的不断发展以及公司相关技术的日趋成熟，公司在专注于高性能植入医疗器械产品开发的同时，将在生物增材制造技术工艺与装备的经验积累，应用于生物3D打印机的研究与开发，成功推出可用于体外组织模型或活体组织构建等前沿科学及临床应用研究的“莱普® ”系列生物3D打印机。在生物3D打印机的开发过程，公司自主开发了多项专利技术，创新性地设计出一系列核心功能模块，大幅提升设备的打印精度、环境控制能力等关键指标，目前所开发的生物3D打印机已通过符合欧盟EMC、LVD、RoHS指令及美国FCC指令的检测。招股书指出，迈普推出的生物3D打印机有望成为对器官移植、药物筛选等领域产生革命性影响的细胞打印技术所需的重要装备。 生物3D打印机产业化前景不明朗风险 生物3D打印技术是目前全球生物医学领域研究前沿热点，在组织器官重建、肿瘤个性化治疗、药物测试开发等领域的产业化显示出广阔前景。但受限于技术本身以及伦理与法律法规的限制，生物 3D 打印的产业化仍存在一些障碍，发展显得缓慢及滞后。含有“活细胞”的产品在国际上仍无法形成统一的评价标准及规则，尚未有真正的产品应用于临床试验的报道。同时，目前国内对于含细胞、生长因子等活性材料的生物 3D 打印医疗产品仍无注册法规依据。未来若在技术、政策上未有大的突破，生物 3D 打印技术依旧难以大规模产业化，将对公司生物3D打印业务的发展造成重大不利影响。 招股书指出，公司在报告期内所生产或代理的3D打印设备产品不属于商务部、海关总署发布的《出口许可证管理货物目录》中实行配额、许可证管理的货物，向境外地区销售不存在法律障碍。迈普3D打印设备产品主要在境内销售，境外地区销售金额较小，主要原因系：3D打印设备主要应用于3D打印及生物3D打印相关的科学研究或应用实验，其仍处于产业发展的初始阶段，公司在3D打印设备业务尚未形成规模化销售前，将相关销售资源主要集中于境内区域，而未将境外作为目标销售区域进行大规模销售推广，从而使得公司3D打印设备业务主要集中在境内。 迈普医学N系列生物3D打印机 迈普医学生物3D打印机 与次同时，市场上现有3D打印装备及其附属打印系统倾向于前沿基础科学研究，较稳定实现个性化3D打印组织器官的应用仍有较远的距离，主要难度为：现有面向科研应用的装备体积大、系统集成度低、连续打印稳定性低且对临床应用的洁净度关注不够，该类问题的出现阻碍了生物3D打印技术向更前沿以及临床应用的发展。迈普在已开发出的面向科研应用的生物3D打印装备基础上，综合临床应用的特殊要求，对生物3D打印装备的打印主控制系统、温度控制系统、运动系统等核心单元进行优化升级，推出了小型轻量化生物3D打印装备。 END 随着植入医疗器械与增材制造技术、材料改性技术等先进工艺的融合发展，植入医疗器械的性能实现了较大提升，植入医疗器械正向精密化、个性化和功能化发展。作为一项新兴的制造技术，生物增材制造技术具有个性化、高精度、复杂成型的特点，可以满足复杂组织或器官的高精度构建等要求，有效解决传统加工工艺下难以有效控制材料内部结构的难题，精准地控制材料的组成和材料内部的微观结构，实现人工合成材料在植入医疗器械领域的广泛应用。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.苏州纳米所在生物3D打印用于脊髓损伤修复研究方面获重要进展 2.生物医疗领域使用陶瓷3D打印面临的挑战 3.3D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.中国科学家如何采用干细胞实现血管3D打印

近日，南方科技大学机械与能源工程系副教授葛锜团队和西北工业大学副教授张彪团队在Advanced Materials合作发表论文，报道一种用于光固化4D打印的超高力学性能形状记忆高分子材料。这种新材料在橡胶态断裂应变超过1240%，在150%-250%的应变区间可以重复加载超10000次。此外，其优异的光聚合性能使其成为数字光处理（Digital Light Processing - DLP）4D打印的理想材料，最高打印精度2微米，在智能家居、航空航天和软体机器人领域应用潜力非常大。该项研究被Advanced Materials后内封面重点报道。 4D打印是一种新兴的制造技术，它能够使打印出来的三维结构的形状在外界环境刺激下随时间变化。与用于4D打印的其他主动软材料（Soft Active Materials -SAMs）相比，形状记忆高分子（Shape Memory Polymers - SMPs）具有更高的刚度，并且能与各种3D打印技术兼容。其中，采用DLP 3D打印技术打印可光固化SMP，可以制造具有复杂几何形状和高分辨率的4D打印结构。然而，现有可光固化SMP在力学性能方面具有局限性（伸长率偏低、抗疲劳性能差等），这极大地限制了它们的应用范围。因此，亟需发展可承受大变形且具备抗疲劳能力的光固化SMP，以满足工程应用中对4D打印智能材料力学性能的高要求。 图 1. 超高力学性能的tBA AUD SMP用于基于DLP 3D打印技术的4D打印 联合研究团队合作开发出了一种超高力学性能可光固化SMP体系。该材料体系主要由丙烯酸叔丁酯（tBA）和脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯（AUD）组成，故称为tBA-AUD SMP体系。如图1所示，该SMP体系极易光固化，与基于DLP的3D打印技术兼容，可以制造出高分辨率-高度复杂的3D结构。研究团队开展了大量实验，研究tBA-AUD SMP体系的大变形机理和探索其在高承载-大变形结构中的工程应用。 图 2. tBA-AUD SMP前驱体溶液的相关特性 如图2所示，通过流变测量、凝胶分数试验和固化时间测试表征了tBA-AUD SMP前驱体溶液的3D打印性能。交联剂AUD含量在50 wt%以下前驱体溶液具有较低的黏度，适用于DLP 3D打印。AUD含量越高, tBA-AUD SMP体系的平衡凝胶分数越高，固化相同厚度的前驱体溶液所需的时间越短。 图 3. tBA-AUD SMP体系的热力学性能 如图3所示，通过热力学性能测试标定了tBA-AUD SMP体系的大变形、形状记忆和耐疲劳性能。tBA-AUD SMP体系在编辑温度（80 °C）下具有较低的弹性模量和超高的断裂伸长率。tBA-AUD SMP 体系具有近乎100%的形状固定率和良好的形状恢复率（~90%）。此外，这种SMP材料可以承受超过10000次大变形循环加载（循环应变150%-250%）。 图 4. tBA-AUD SMP体系的大变形机理 如图4所示，通过红外光谱测试、应力松弛实验和单轴拉伸试验对比新鲜试样和10000次疲劳后试样，以阐释tBA-AUD-SMP体系的大变形和抗疲劳机理。AUD交联剂的高分子量和氢键的综合作用赋予了tBA-AUD SMP体系大变形性和抗疲劳性。 图 5. tBA-AUD SMP三维构件的高度变形能力及其在智能家具中的工程应用 图 6. tBA-AUD SMP在航空航天中的应用 如图5和图6所示，3D打印的 tBA-AUD SMP三维构件具有高度变形能力，在智能家居和航空航天等工程应用中潜力巨大。tBA-AUD SMP的断裂伸长率远高于先前报道的各种可3D打印SMP。使用tBA-AUD SMP打印的三维结构具有大变形能力和高承载能力，使其成为制造带有SMP铰链的智能家具的理想材料。利用tBA-AUD SMP的快速热响应能力，可以制作用于展开太阳能电池板的智能铰链。通过穿过铰链微孔的电阻丝的加热，折叠编辑的铰链可在1分钟之内恢复到笔直状态，完成太阳能电池板的快速部署。该项研究开发了适用于DLP打印的大变形-抗疲劳形状记忆聚合物光敏树脂，可以满足各类4D打印工程应用对先进智能材料的高断裂应变、高抗疲劳能力、高承载能力和适应于先进制造工艺等的综合要求。西北工业大学副教授张彪、南方科技大学博士后李红庚和博士生程健翔为论文共同第一作者。葛锜为论文的通讯作者，南方科技大学为唯一通讯单位。该项研究得到国家自然科学基金、深圳市仿生机器人与智能系统重点实验室、广东省普通高校人体增强与康复机器人重点实验室和陕西自然科学基础研究计划等项目资助。注：本文内容来自南方科技大学。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.南科大在液晶弹性体3D打印研究方面取得新进展 2.史玉升教授：4D打印智能构件的增材制造技术及应用领域 3.结构易仿、制造不易、科学更难 | 史玉升教授团队的4D打印研究进展 4.南科大：一种新型抛光技术，可获得纳米级超光滑表面

5月26日TCT亚洲展现场，先临三维正式发布AccuFab-L4K 高精度光固化3D打印机，该产品是先临三维自主研发的高品质3D打印机，拥有4K高分辨率、192*120*180mm的成型尺寸，具备稳定、准确的打印精度，并支持连续打印，能够实现设计原型的快速迭代以及小批量快速生产，可应用于工业设计、零配件/手办/医疗辅具打印等众多专业领域。AccuFab-L4K 的发布，进一步推进了先临三维“3D扫描-设计-3D打印”系统解决方案的普及化应用。 AccuFab-L4K高精度光固化3D打印机主要优势：• 高精度打印，准确呈现设计原型•4K分辨率，还原细节，实现终端打印•大幅面，快速成型，高效率打印•连续打印，稳定性强，实现小批量快速生产•适配多种工程树脂，满足不同品质要求•软硬件人性化设计，使用高效便捷合作巴斯夫，进一步提升高精度打印品质高质量的3D打印设备+高质量的3D打印材料，可以为应用者提供稳定、高质量的打印服务，得到优质的打印产品。为进一步提升AccuFab-L4K的打印性能，先临三维在进行良好硬件设计的同时，也在材料上投入大量研发精力，部分自主研发的树脂材料，已通过医疗器械认证备案，可应用于医疗专业场景。 同时，先临三维也与巴斯夫3D打印解决方案品牌Forward AM取得合作，将巴斯夫Ultracur3D®光固化树脂纳入AccuFab-L4K打印材料库。 基于巴斯夫在聚氨酯研究和生产方面数十年的经验，Ultracur3D®光固化树脂拥有以下优势： •使3D打印零件具有长期的紫外稳定性•使3D打印零件具有良好的力学性能•打印精度高•表面质量优良•抗变形能力强•环保，对环境影响小 “我们非常荣幸此次和化工巨头巴斯夫进行合作。L4K打印机研发之初，我们便十分注重设备稳定性，作为高稳定性的3D打印机，对于设备的各项性能要求均比较高。巴斯夫的材料种类众多且性能稳定，使用巴斯夫的材料，为我们L4K打印机的性能又增加一项加持。” ——先临三维3D打印研发部经理 庞博 “我们很高兴与先临三维达成此次合作，实现‘AccuFab-L4K 高精度光固化3D打印机+ Ultracur3D®系列光固化树脂’的解决方案，该方案能帮助客户更高效、更稳定的实现高性能功能性原型和小批量零件的制造。” ——巴斯夫3D打印解决方案（Forward AM）亚太区业务及运营总监 陈立博士 在3D打印领域，先临三维拥有多年的行业经验，所研发的打印机在齿科领域已得到良好应用。此次，先临三维发布AccuFab-L4K 高精度光固化3D打印机，是将3D打印技术在工业领域扩展的又一项实践——使用3D打印技术助力工业设计以及小批量柔性生产，推进智能制造的发展。先临三维也将持续努力，不断致力于高精度3D数字化技术的普及化应用。 关于先临三维 先临三维成立于2004年，公司专注高精度3D数字化及3D打印技术十余年，主营3D数字化与3D打印设备及相关智能软件的研发、生产、销售。公司是全球为数不多的拥有自主研发的“从3D数字化到智能设计到3D打印直接制造”的软硬件一体化产品解决方案的科技创新企业，致力于成为具有全球影响力的3D数字技术企业，持续推动高精度3D数字技术的普及化应用。 关于巴斯夫3D打印解决方案有限公司 巴斯夫3D打印解决方案有限公司总部位于德国海德堡，是巴斯夫新业责任有限公司的全资子公司。通过Forward AM品牌，专注于3D打印领域先进材料、系统解决方案、组件和服务的开发和业务拓展。公司凭借灵活、充满初创活力的内部结构，满足多变的3D打印市场中的客户需求。该公司与巴斯夫全球研究平台和应用技术部门紧密合作，以及科研机构、高校、创业公司以及行业合作伙伴开展密切合作。其潜在客户主要是致力于将3D打印用于工业制造的企业，所服务的典型行业包括汽车、航空航天和消费品。 欢迎转发主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.2021 TCT 3D打印展值得关注的新设备（精选） 2.6激光+移动式扫描系统，国产2×2×0.65m金属3D打印机重磅发布 3.新型材料助力3D打印行业的循环经济之路 4.焦点关注：上海复志将推全球第二代桌面金属3D打印解决方案

国家卫生健康委国际交流与合作中心2019年发布的《全球视野下的中国口腔产业》调研报告显示，中国口腔行业以高于GDP增速50%-100%的增长率快速发展，是全球口腔领域发展最快的国家之一。 口腔行业增长潜力爆表，作为行业参与者应该如何把握机遇？数字化是答案之一。数字化可以大大提升诊疗和齿科产品生产效率，在设备、设计、工艺流程等方面已经有所应用，但目前仍然仅限于局部应用，很少有全链路数字化解决方案。 近日，在华南国际口腔展上，黑格科技重磅推出数字化运营服务平台HeyGears Cloud，为齿科企业提供快速、具有高附加值的一体化工具，打通口腔行业的各生产环节，实现全流程贯通、全信息集成、全环节监管，真正做到了全链路的智能化、自动化、可视化。 HeyGears Cloud具有智能运维、专业齿科设计服务、自动化数据处理、行业应用算法等功能，有效避免信息延迟及人力消耗，全面提高生产流程中的智能协作程度。 HeyGears Cloud采用轻量化的操作方式，诊所端、技工所端均可快速上手使用。前不久，黑格科技2小时俱乐部椅旁解决方案发布，目前已搭载HeyGears Cloud运行。 医生端仅需上传口扫数据模型，下单设计，确认打印三步简单操作，其余环节由平台自动完成。黑格设计服务中心极速接单，与医生在线沟通方案及确认，提供导板设计及钻孔流程指导。通过2小时俱乐部椅旁解决方案，医助可一键打印导板，根据钻孔图高效、安全完成种植手术，实现标准化、规范化的椅旁即刻诊疗。 此外，HeyGears Cloud可为技工所规模化量产解决方案提供智能“全视角”，实现全自动化，整个流程进度一目了然，可实时监控设备状态，通过高效设计、批量化前处理、生产可视化排产等功能，实现每个环节高效连接，提升生产效率。 黑格科技HeyGears Cloud将打通齿科数字化生产的全链条，构建起一套标准且高效协同的工作流程，让诊所和技工所可更专注于各个业务高效、精细化运营，这是黑格科技在齿科行业全链路数字化解决方案应用的一次突破，也是持续推动齿科行业数字化的又一个里程碑。 欢迎转发主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.有没有一款3D打印数据处理软件，能满足齿科加工的所有需求？ 2.工艺人员会失业吗？开启金属3D打印，并没有你想得那么难 3.牙科 | 3D打印纯钛、TC4、钴铬合金的性能对比 4.年盈利13亿美元的隐形牙套制造商——隐适美的商业模式