纤维增强复合材料是广泛应用于交通和能源行业的轻质结构材料。目前的复合材料制造方法需要昂贵的工具和长时间的能源密集型加工，导致制造成本高，设计复杂性有限，制造速度低。纤维增强复合材料3D打印当前主要有以下形式：短纤增强线材以FDM/FFF挤出打印、短纤复合尼龙等聚合物粉末以SLS烧结或喷墨热熔打印、丝束共挤出长纤维以及原位浸渍长纤维等技术，每种技术各有应用场景。 3D打印技术参考注意到，来自美国亚利桑那州立大学的Mostafa Yourdkhani的副教授领导的研究团队在碳纤维3D打印领域取得新的研究进展，使用该技术可以快速、可扩展地制造高性能复合材料，能够实现连续和不连续纤维的无工具、无支撑、无需后固化的高质量3D打印，材料的纤维含量高达70vol%，接近零空隙，可在半空中打印。 Mostafa曾获iCANX协会颁发的青年科学家奖、2024年PMSE早期研究者奖，入围CAMX复合材料卓越奖。这项研究以“Additive manufacturing of carbon fiber-reinforced thermoset composites via in-situthermal curing”为题发表在Nature Communications，第一作者来自科罗拉多州立大学。相关评论指出，这项技术可能会改变航空航天、国防、能源等领域的游戏规则。 热敏热固性树脂+碳纤维快速传热，原位光热辅助固化3D打印 研究人员对纤维增强热塑性复合材料的3D打印，基于使用热响应热固性树脂作为复合材料的基体，并通过光热转换对碳纤维增强材料进行局部远程加热，使得复合材料能够快速原位固化而无需进一步的后处理。在通过机器人平台沉积后，基体热固性材料立即从液体或粘性树脂快速固化并相变为刚性聚合物，可以不使用支撑即可高保真、自由成形的制造不连续和连续的纤维增强复合材料。 所开发的聚合物树脂粘度可调，是一种高性能交联热固性材料，从低粘度液体树脂到粘性凝胶，是开发不连续和连续纤维增强热固性复合材料增材制造加工方法的理想选择。其具有高模量和强度、热稳定性、抗冲击性、断裂韧性和耐化学性的良好组合，同时具有低密度、固化收缩和吸湿性，这些特性使其成为了用于结构应用的理想聚合物。 通过热响应树脂的光热辅助固化来增材制造复合材料 在光热转化方面，碳纤维具有良好吸收特性，被利用来转换入射单色蓝色激光的能量（波长450nm），在100-200 ms内局部加热，实现有效的光热能量转换。在打印过程中连续快速加热复合材料，产生的热量通过利用碳纤维的高导热性，迅速传导增加周围树脂的温度。 将热敏热固性树脂与碳纤维的快速光热加热相结合，能够以前所未有的速度制造不连续和连续的碳纤维增强复合材料，解决了传统制造方法和商业3D打印工艺的缺点。 非连续与连续碳纤维，增强复合材料的原位固化3D打印 在不连续碳纤维复合材料的3D打印中，首先将树脂溶液在30℃下预热1小时以增加粘度，然后加入15vol%的短切碳纤维，使用离心式混合器混合5分钟，再在30℃下继续放置20分钟，制成具有剪切变稀行为的可打印墨水，以便通过细小的打印喷嘴挤出。 制备好的墨水需要使用热电制冷片将墨水温度维持在-5℃，防止树脂在常温下交联。墨水在气压下按预定轨迹挤出，蓝色激光对刚沉积的复合材料进行局部加热。碳纤维会吸收激光能量并迅速转化为热能，使周围树脂的温度快速升高至220- 240℃，从而引发树脂固化，实现复合材料的快速固化，固化度可达96%-98%。 在连续纤维的原位光热固化3D打印中，连续的碳纤维丝束在机器人平台的打印头上用树脂浸渍，通过分配喷嘴进料，并通过调节分配喷嘴的角度或使用压实辊沿打印路径沿着放置。由于树脂体系在室温下的粘度低且相对稳定，纤维容易用树脂浸渍和复合材料的受控压实导致复合材料具有很少或没有空隙含量（0至1.5体积%），这对于使用其他复合3D打印工艺是相当具有挑战性的。 连续纤维原位光热固化3D打印 不连续纤维增强复合材料的增材制造 连续纤维增强复合材料的增材制造 研究人员表示，使用具有更高输出功率的激光源或多个激光源的空间对准阵列可以实现更高的打印速度。同时碳纤维的浓度不会显著影响复合油墨的光热转换和固化速率，碳纤维可以有效地转换入射的能量并在各种浓度下在长丝内传递所产生的热量。在没有碳纤维的情况下，纯油墨不会对入射激光束作出反应，导致打印不成功。 纯油墨不会对入射激光束作出反应 与传统增材制造方法形成鲜明对比，这种增材制造方法不需要对基底或周围空气温度进行详细控制，从而促进了复合结构的可扩展制造。多层连续复合材料结构通过浸渍纤维的自动放置和快速光热固化而容易地打印在室温玻璃基板上。同时这种增材制造方法通过减少制造时间、消除多个加工步骤和耗材的需要以及最大限度地减少人工干预，简化了定制复合材料部件的制造，最终实现更快的生产和更低的成本。 实现碳纤维悬空3D打印并沉积在玻璃板上 总的来说，这种新开发的增材制造方法，可以通过热响应热固性树脂的协同集成和通过光热转换实现的碳纤维的远程加热，从而快速、灵活和节能地制造纤维增强热固性复合材料。这种方法适用于各种各样的热敏树脂。同时，这种新开发的增材制造方法将能够快速和可扩展地制造复合工具和复杂零件，修复现有结构，以及多尺度复合材料的多材料打印。#碳纤维3D打印 ##3D打印##增材制造 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。

3D打印技术参考注意到，2025年3D打印技术领域第6篇Science文章于6月12日发表。来自斯坦福大学发表了题为“Rapid model- guided design of organ- scale synthetic vasculature for biomanufacturing”的文章。Science同期发表了来自剑桥大学的华人学者黄艳燕教授以及悉尼大学的华人学者居理宁教授联名评论文章“Synthesizing vascular trees at speed”。 这项研究主要探讨了生物组织领域的重大进展，聚焦使用3D打印技术快速开发具有人体器官尺度的大尺寸血管网络。研究人员开发了一个模型驱动的设计平台，能够使血管的生成速度提升230倍；结合多保真计算流体动力学模拟和三维生物打印，最终使制造出的血管模型结构、形状及尺寸均能达到人体器官规模。该研究将为体外构建具有活体功能的器官来用于药物筛选、疾病研究和移植带来新的发展契机。 https://www.science.org/doi/10.1126/science.adj6152 血管化——生物制造的核心挑战 随着生物打印方法已能够精确放置细胞且保持良好的活力，目标已转向生成人体尺度、生理相关的组织。在人工组织中再现血流动力学对于其存活至关重要。真实的组织器官中细胞与血管的距离不超过100μm；在代谢需求高的组织中，这个距离可能小于20μm，血管密度可能超过每毫米2500个血管。 在立方体和双心室中设计的传统晶格血管网络和合成血管网络 血管为细胞提供营养、输送氧气并清除代谢废物。因此，在体外构建组织器官的一个重要工作就涉及到构建出通道来实现血管的功能，并会以灌注的形式向该组织器官模型中输入必要的生物、测试等物质。 然而，构建如此复杂血管网络的难度显而易见。要构建血管网络，首先应获取它的具体分布、再构建模型，然后再进行制造。目前，第一步的实现也非顺利，传统上建立复杂的模型通常需要几天时间。当前获取真实组织中血管分布的方法有从图像数据中分割血管以及通过冷冻显微镜和光学切片显微镜技术分割血管。前者的问题在于分辨率不足，后者的问题在于很少有直接的解剖学对应物可供提取成像，且仍然存在数据量巨大、三维重建困难、分辨率问题等。 具有1000个终端的血管树分别位于立方体、环形、双心室和脑回组织域中 现代灌注设计依赖简单晶格结构，无法很好地再现天然血管的拓扑结构和血流动力学。这些理想化的设计在低细胞密度组织中尚能发挥作用，但它们无法满足临床细胞密度下的组织代谢需求，导致所构建的人体尺度组织器官在体外的存活率很低。 血管网络设计速度提升230多倍 斯坦福大学的研究团队介绍了一种合成血管工具，能够在几分钟内生成跨器官的树网络模型，通过结合血流动力学模拟和3D打印技术，能够自动化的完成血管管道构建。 为了能够快速建模器官尺度的合成血管系统，研究人员采用四种不同的算法——将复杂问题分解为较小的子问题来求解；在每次添加血管时临时存储中间结构来减少计算复杂性；部分隐式体积表示法将3D体积切分为更小的部分，能够高效处理非凸几何体，如血管分支和心脏瓣膜，而无需使用计算成本高昂的网格；分层碰撞检测使用树结构来图形模拟和筛选两个血管之间的潜在交点。多目标优化同时做出决策，来生成闭合循环的血管回路。 为展示该平台的设计能力，研究人员计算生成了非凸形双心和环形几何结构中具有10^4到10^6个终端血管的合成血管。当达到100万个出口时，血管直径从1.2毫米到5微米不等，符合新生儿冠状动脉的形态计量数据。每百万血管树的生成大约需要5小时，从组织间隙到最近的血管的平均距离测量约为180到190微米。若纳入促血管生成方法，能够通过引入毛细血管网络进一步降低该平均距离。 在血管腔的 z 轴方向进行荧光扫描以检测其完整性 基于以上方法，设计复杂的血管树需要大量的计算劳动和成本大大降低。相比传统方法的模型设计速度加快了230多倍。 3D打印真实再现功能血管 为了说明组织工程的实用性，研究人员在水凝胶中打印了多种血管结构，水凝胶的自支撑特性使血管打印非常便利。 首先打印的是一个四血管平面网络，确认了防水性和灌注情况。在37°C以上，血管内的支撑材料可融化去除。光学相干断层扫描显示与数字设计相差很小，且受到打印针头和层厚的影响。研究人员还使用染料灌注，验证了管腔的完整性。 为了说明模型驱动的设计血管在组织制造和流动模拟方面的实用性，研究人员在一个立方体组织域中创建了一个非平面的单入口单出口血管网络。在打印前，通过数字孪生网络进行脉动流模拟确认了血流动力学完整性。通过将颗粒墨水挤压到颗粒支撑浴中来制造模型，获得软组织的弹性模量。这种合成血管确保了流量分布均匀，并相应地提高了灌注和存活率。 最后，研究人员利用嵌套3D生物打印技术在两个连续步骤中制造了一个灌注环。打印结构的微型计算机断层扫描(μCT)显示，与数字模型相比，表面偏差很小。 首先在含有高浓度细胞悬浮浴生物墨水中打印出了一个半径为10毫米、高度为18毫米的环形结构（非血管通道）组织。接着，使用基于明胶微颗粒的牺牲生物墨水，在环形结构中打印出由25个相互连接的血管段组成的集成可灌注血管域。作为对照，另一组实验只打印环形结构而不在其中打印血管，该结构在培养基中培养，而前一组则使用灌注形式培养。结果显示，内有血管的环形结构7天后仍然保持高细胞活性，而没有内部血管的机构则活性很低。该实验突出了嵌套式3D生物打印在构建具有可灌注血管域的组织结构方面的优势和应用潜力。 生物打印血管模型的灌注和存活情况 END 在多个尺度上生成定制血管一直是生物打印的重大障碍。在这项工作中，研究人员提出了一种综合的模型驱动管道设计方法，可高效生成任意几何形状的血管网络，结合先进的3D打印技术，将其制造出来。而且，所打印的血管网络能够确保体外的灌注功能和生物相容性。然而，研究也指出，目前大而复杂的具有较小直径血管的血管树仍然难以构建，打印不准确性可能导致灌注的中断或堵塞。 长期来看，组织工程旨在通过患者特定的干预措施替换受损或患病的器官。这项研究仍然扩展了未来合成血管结构在生物制造和患者特定建模中进行更广泛应用的潜在可能性，有望为组织器官再造提供重要的技术支持。

3D打印技术参考注意到，中国科学技术大学俞书宏院士团队近日在抗冲击性材料研究领域取得重要进展。研究人员通过模仿自然生物的布利冈结构，开发了一种新型的梯度结构材料，并利用FDM 3D打印技术，将硬质聚乳酸（PLA）和软质热塑性聚氨酯（TPU）以梯度比例混合，制造出了具有硬质表面层和柔性底层的复杂纤维结构。实验和有限元模拟结果表明，新型结构具有高抗冲击性能。 研究背景 随着现代工业的发展，用于防护应用的结构材料（如装甲）越来越多地暴露在复杂的环境中，包括各种速度下的冲击。过去几十年来，为提高抗冲击性能，提出了一些工程设计方案，包括层压板结构、蜂窝结构和夹层结构，但它们在一定程度上受到层间开层、质量过重以及强度-韧性不平衡等不良情况的限制。 自然生物的盔甲能有效抵御捕食者的攻击。尽管生物盔甲看起来很单薄，但结构复杂，从而具有优异的防护性能。深入了解生物盔甲的结构-性能关系可能为防护材料的开发提供有价值的见解。鱼鳞作为鱼类最外层的保护组织，需要具备足够的抗冲击和抗穿刺能力来抵御外界侵袭。大多数鱼鳞具有高度矿化的外层和略微矿化的内层。外层具有较高的刚性，可以直接抵抗穿透，而内层则专门用于减轻冲击波和吸收残余能量。除了成分分布的不均匀性外，由胶原纳米原纤维（在内层内）构成的单布利冈（S-Bou）结构使鱼鳞具有抗冲击性。 DT-Bou-G在冲击下的力学行为及增韧机制。DT-Bou-G具有坚硬的表面层以减少冲击力，柔软的底层以吸收能量。在冲击下，它表现出耦合的断裂路径（包括裂纹扭曲和纤维阻塞） 与大多数鱼鳞中的S-Bou结构不同，在腔棘鱼鳞片中发现了一种双重布利冈 (DT-Bou) 结构。它具有正交的双层结构单元，从而形成复合螺旋结构，近年来受到越来越多的关注。研究发现，双重利冈结构相比单布利冈结构具有更优异的力学性能。 PLA+TPU，3D打印仿生梯度结构 中国科大的研究人员协同考虑了结构单元的组成和排列，将布利冈配体型结构家族扩展为S-Bou结构、DT-Bou结构、DT-Bou交替 (DT-Bou-A) 结构和DT-Bou梯度 (DT-Bou-G) 结构。此外，还构建了一个单向分层 (UL) 结构作为比较。结构材料通过多材料熔融沉积成型 (FDM) 3D打印技术制备，须系统调节硬聚乳酸 (PLA) 和软热塑性聚氨酯 (TPU)的比例。然后，通过单边缺口弯曲试验（0.5 mm/min）、低速摆锤冲击试验、落塔试验（4.3m/s）和高速弹道试验（~120 m/s）研究了这些结构的力学响应。 DT-Bou-G结构设计示意图。DT-Bou由两组正交的S-Bou组成，而DT-Bou-G是通过在DT-Bou中引入梯度组成变化而构建的 实验结果表明，在低速加载下，DT-Bou与UL和S-Bou相比表现出增强的抗冲击性能，但在高速加载下没有明显差异。而具有仿生梯度的双重布利冈结构（DT-Bou-G）在多种加载速度（0.5毫米/分、2.1米/秒、4.3米/秒和120米/秒）下均具有优异的抗冲击性能。有限元模拟进一步证明了力学结果并揭示了潜在的机制。DT-Bou-G结构将为设计能够承受复杂工况的工程防护材料提供启发。 3D打印的DT-Bou-G样品 DT-Bou-G在~120m/s速度弹道测试 总的来说，该研究通过模仿腔棘鱼鳞片的双螺旋结构，并结合3D打印的梯度材料设计，成功构建出了双重利冈结构。这一成果不仅揭示了生物防护结构在宽速度范围内的抗冲击机制，还为工程防护材料的设计提供了全新的思路。在航空航天领域，这种结构可用于制造抗撞击的航天器外壳；在军事领域，可应用于轻量化装甲的设计。此外，3D打印技术所具备的快速成型和个性化定制能力，使得该结构在应对复杂工况时具有很强的适应性，有望推动防护材料向多功能化和智能化方向发展。 推荐阅读：Gradient double-twisted Bouligand structural design for high impact resistance over a wide range of loading velocities 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。

3D打印技术参考注意到，《Scripta Materialia》期刊近日发表了中科院金属所关于“一种用于增材制造的新型高性能Co-Al-W基高温合金”的研究成果。研究人员采用激光定向能量沉积（L-DED）技术制备出高γ′含量的钴基高温合金ZGH688，该合金具有优异的抗开裂性和力学性能。 与现有的其他Ni/Co基超合金相比，3D打印制备的新Co-Al-W基高温合金在室温和高温下均表现出优异的力学性能，远高于同类技术制造的GH5188、Co-Ni基高温合金和典型的镍基高温合金。这项工作展示了新型Co-Al-W基高温合金在增材制造中的巨大应用潜力，特别是在高温应用领域。 https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2025.116771 目前，在高温合金的增材制造领域中主要以镍基高温合金的研究占主导，因为它是飞机发动机热段中涡轮机叶片等结构部件的首选材料。与镍基合金相比，钴基高温合金显示出更好的可焊性，因此降低了3D打印工艺过程中的裂纹敏感性。其中钴基超合金被认为是镍基合金在高温结构和功能应用中的最有前途的替代品。根据3D打印技术参考的日常总结，GE9X的燃油喷嘴、导流器、燃烧室混合器、T25传感器外壳等，均使用钴基合金3D打印。 GE9X上钴基金属的3D打印应用 独特的两相结构和优异的抗裂性能 研究人员在L-DED ZGH688高温合金中获得了高立方γ'相和极窄γ基体通道的独特两相结构。γ'相的体积分数为77.5±5.5%，超过了其他典型的增材制造Ni/Co合金。同时，γ′相的边长为47.7±7.6nm，具有良好的立方度。 除此之外，在L-DED制造的Co基合金中，位错与γ'相的相互作用对抗裂性能的影响优于Ni基高温合金，这主要归因于两个方面：分别为较低的热应力和位错密度以及通过高体积分数的γ'相弥散分布而使应力分布均匀。 3D打印性能远高于其他增材制造高温合金 研究人员对该高温合金制备完成后的机械性能进行了评估，ZGH688在室温下出现了应变硬化，在高温拉伸过程中出现软化，其极限抗拉强度（UTS）远高于其他增材制造高温合金，如GH5188、Co-Ni基高温合金和典型的镍基高温合金。 在室温下，ZGH688的拉伸强度为1464MPa，断裂延伸率为20%。尽管其塑性低于GH5188，但抗拉强度表现出优异的性能。同时，ZGH688在高温下表现出比大多数增材制造制备的高温合金更高的屈服强度和延展性，在900℃和1000℃下，ZGH688合金的屈服强度分别为597MPa和287MPa，塑性分别为32%和48%。 END 总之，这种新型的抗裂Co-Al-W基高温合金ZGH688具有优异的力学性能，可应用于内燃机及航空发动机系统。其内部γ′-Co3(Al，W)相的体积分数占比几乎是普通镍基合金的2倍。尽管γ′的含量较高，但Co、Ta、Al、W和Ni元素的合理配比使Co-Al-W基合金体系具有较小的MSAC、SAC和SCI值，使ZGH688表现出优异的力学性能。这些发现表明新开发的Co-Al-W基超合金在增材制造领域具有巨大的潜力。

钙钛矿太阳能电池是第三代光伏技术，它利用钙钛矿结构的有机金属杂化化合物作为吸光层来实现光电转换，具有柔性、质轻等特性，即便在阴天也可保持较稳定的光电转换效率，可应用于柔性组件、光伏建筑一体化、车载能源等场景。 纤纳库布其钙钛矿地面电站实拍图 然而，钙钛矿太阳能电池从实验室规模到大规模生产的转变面临很多挑战，尤其是干燥过程，它直接影响钙钛矿薄膜能否在大面积尺度上实现均匀结晶。现有的干燥过程存在相互掣肘的问题，无法同时兼顾适合大面积生产，又使薄膜边缘和中心干燥均匀，或者难以维持足够的干燥时间，或者会限制添加剂的使用，从而影响效率和稳定性的提升。 总之，传统制造技术直接影响产品良率，需要开发新的干燥技术，来实现大面积的钙钛矿薄膜的高效率和高可靠性制造。 钙钛矿薄膜形成与太阳能电池性能 5月22日，杭州纤纳光电科技股份有限公司以第一通讯单位身份，在国际顶级学术期刊 Science发表题为“ 3D Laminar Flow-Assisted Crystallization of Perovskites for Square Meter-Sized Solar Modules ”的研究，解决了大面积钙钛矿薄膜干燥难题，从根本上解决了钙钛矿组件生产良率低的问题，并大幅改善了组件的光热稳定性。 3D打印技术被用于制造可定制内部结构的层流空气干燥器，这对于该成果的实现发挥了至关重要的作用。层流空气干燥器是一种关键设备，用于干燥大面积钙钛矿薄膜，解决传统干燥方法在大规模生产中的局限性。 研究人员通过理论计算，优化了层流空气干燥器的内部结构，确保在大面积薄膜上实现均匀的层流空气流动。由计算结果生成的设计通过3D打印制造出来并进行实验验证。使用3D打印技术，是因为该技术可以定制生产层流空气干燥器的内部结构。 三种不同层流空气干燥器设计的模拟优化和实验结果 模拟的3D气流分布和流体分布 最终的结果表明，新开发的层流空气干燥器实现了大面积钙钛矿薄膜的快速且均匀干燥。它不仅提高了薄膜的质量和稳定性，还显著提升了太阳能电池的性能和长期可靠性，为钙钛矿太阳能电池的大规模生产和商业化应用提供了有力支持。 纤纳光电表示，基于该技术，公司已建造全球首条百兆瓦钙钛矿量产线，创下了钙钛矿行业多项世界纪录，该产线所生产的组件良率突破98.5%，达到商业化应用水平。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。

3D打印技术参考注意到，nature reviews materials于近日发表了关于“挤出3D打印喷嘴（Multimaterial extrusion 3D printing printheads）”的评论文章。系统总结了八类典型的喷头及其混合类型，探讨了它们在材料设计中的作用、克服加工限制的能力以及对新兴应用的影响。此外，它还指出了目前有待解决的挑战，并对未来多材料3D打印的发展前景进行了展望。 被低估的挤出3D打印技术 在3D打印中，材料挤出工艺已经从早期的使用加热喷嘴和挤出热塑性材料的熔融沉积制造（FFF/FDM），发展到如今的多材料直接墨水书写技术（DIW），它可以利用材料的非牛顿特性确保其在固化前保持稳定。 根据3D打印技术参考的日常总结，2023年首篇3D打印相关的Nature文章，哈佛大学发表了关于多材料螺旋挤出3D打印的新方法；2025第3篇增材Science，中国学者Shengduo Xu博士通过挤出式3D打印技术，成功制备出一种高性能热电材料，并组装出制冷温差达50°C的制冷器件。 哈佛大学具有可编程亚体素控制的架构细丝的旋转多材料3D打印 发表于Science，采用DIW技术3D打印高性能热电材料 DIW技术的最基本形式仅由一个压力泵组成，通过安装在龙门架上的注射器挤出凝胶状浆料。虽看似简单，但它在目前的所有的增材技术中却拥有最广泛的材料选择范围，可制造的材料包括生物和活体材料，陶瓷和玻璃，金属材料，弹性体和聚合物及其复合材料。这些材料可以以其原始形式直接打印，或者作为化学固化浆料糊剂，也可以通过胶体悬浮间接打印。 多材料挤出增材制造 喷嘴是材料挤出3D打印系统的核心部件，可以实现有机和无机材料打印，多材料挤出、混合和材料切换。先进的多功能喷嘴不仅可以调节尺寸和形状，还可以旋转和调整原位特性。喷嘴功能的改进使3D打印部件的设计复杂性更加强大，制造速度更快，还可在多个长度尺度上制造复杂材料组合。 这些科研成果目前已经转化为制造性能可调的结构化超材料、由活细胞制成的功能性组织以及具有集成传感的软机器人。 核心技术突破，喷嘴功能的三大分类 根据材料挤出3D打印技术的演进，多功能打印头被系统划分为形状调制、性能调制、多材料处理三大类，对应8种功能类型。这种分类突破了传统打印头的单一功能限制，实现了从 “材料输送” 到 “材料 - 结构 - 功能协同调控” 的升级： 1. 形状调制： 固定喷嘴：标准单材料、单输出喷嘴，具有不同轮廓。 自适应喷嘴：动态调整出口尺寸，解决分辨率与速度的矛盾，实现阶梯面填充密度超95%。 多材料输出喷嘴：通过微流体分叉网络（64-256个喷嘴），支持8种材料实时切换。 形状调制打印头 2. 性能调制： 运动学喷头：旋转喷嘴（纤维螺旋排列）/ 振动（超声降低粘度，压电破除氧化层）。 刺激喷头：热 / 磁 / 光刺激（如 UV 实时固化液态金属，磁场定向铁磁颗粒）。 性能调制打印头 3. 多材料处理： 快速切换喷头：气压驱动下实现50Hz材料切换（如软硬环氧树脂的无缝过渡，切换时间＜20ms），支持复杂梯度结构。 混合喷头：主动混合（4 材料动态配比）；被动微通道（仿生梯度硬度）制造组织工程支架。 共挤出喷头：核壳结构（如液态金属芯 + 弹性体壳）打印柔性电路，或通过非轴对称设计制造仿生螺旋结构。实现4种材料动态配比，用于组织工程的梯度硬度支架。 多材料打印喷嘴 材料挤出3D打印技术的创新应用 将不同的打印头功能与先进的材料相结合，可以实现广泛的新兴应用，包括机械超材料、软机器人、4D打印和生物系统。 1. 机械超材料 传统上，机械超材料依赖于高分辨率3D打印来制造具有独特性能的微结构，但由于加工限制，它们只能是单材料结构。多功能挤出喷头的进步解决了这些限制，并显著增强了设计自由度。例如，如今可以使用多种集成材料制造具有可调负泊松比和应变行为的结构。挤出喷头可以使用多相墨水生产轻质结构，这些墨水模仿天然细胞结构的机械性能，同时提供对单元格尺寸和分散度等特征的实时局部微结构可调性。相同的同轴打印头在晶格结构中增强了韧性，同时不牺牲刚度，通过使用非粘附的硅胶层将脆性和柔韧的环氧树脂组件分开。此外，集成紫外线光的打印头可以编程材料的局部表面纹理，通过选择性波长反射来控制结构色彩。 2. 软体机器人 通过整合具有截然不同物理性质的材料，先进的喷嘴功能不仅可以极大地增强软体机器人材料的制造，这些材料还可集成传感和驱动能力。例如，具有集成磁场的喷嘴可以对聚合物墨水中的铁磁颗粒进行排序，从而可以制造出软夹爪、人工肌肉、智能可穿戴设备和手术工具的磁驱动变形。多材料打印与集成切换喷嘴使得复杂的内部结构和流体通道制造成为可能，如通过气动驱动的人工肌肉驱动的软体机器人行走器。 3. 4D打印 利用时间依赖和刺激响应材料，可以使故意设计的3D结构在打印后能够改变其形状。根据材料不同，这些‘4D’结构可以通过外部刺激，如湿度、温度或pH值激活。例如，具有对齐玻璃纤维填料的聚合物可以在热激活后从2D片材变成具有预编程表面拓扑的3D结构。光学刺激可以用于破坏液晶弹性体结构中的交联，导致仿生形状变形。尽管通常使用“4D打印”一词，这些结构的制造过程类似于传统的3D打印物体，并且只有在打印后才能实现其四维行为。然而，人们可以设想未来的多功能打印头在制造过程中将第四维度作为一个特征，以实现真正的4D打印过程。 4. 生物打印 另一个受益于先进的喷头功能的新兴应用是生物3D打印。如组织和血管网络等结构可以通过3D打印技制造支架和类器官。这些过程通常使用生物相容性的墨水，如水凝胶结合活细胞。生物3D打印中的一个关键挑战是保持细胞的活力，通常需要整合血管网络以供应营养和氧气。迄今为止，大多数生物打印应用都依赖于传统的固定喷嘴喷头，因为有效培养大量细胞具有挑战性。然而，先进的喷头技术对于实现全器官制造所需的复杂性、规模和速度至关重要，正如生物打印与各种喷头类型的集成所展示的那样。 未来展望 挤出技术的进步已经彻底改变了3D打印，将其从制造单材料系统发展为复杂的多材料制造平台。这些创新使得制造以前难以处理的材料成为可能，包括多相系统和高粘度墨水，从而大大扩展了可用的材料范围。通过将这些功能集成到多功能喷头中，可以实现前所未有的材料组成和结构复杂性，其分辨率、速度和质量其他制造技术无法比拟。 随着喷头技术的进步，3D打印已经对航空航天工程、医疗和牙科应用以及消费品生产等多个领域产生了实质性影响。未来，3D打印需要进一步整合更先进的功能材料，实现高生产速度而不牺牲精度，并提高重复性和可预测性，以实现其全部的技术、经济、环境和社会潜力。

3D打印技术参考注意到，在生产速度上，研究人员结合增材制造精度和传统成型速度，将具有大量铸模填充的物体的生产速度提高10到20倍；在孔隙降低方面，研究人员通过真空辅助挤压技术，将大型3D打印聚合物部件内部孔隙率降低高达75%；在变色CLEC材料3D打印方面，研究人员开发了一种全新的打印概念实现了变色3D打印；在材料选择上，研究人员利用刚性材料和柔性材料相结合的方法实现了兼具强度和塑性的超材料；在微观结构上，研究人员实现了3D打印单晶微观结构，打印出超导高温材料。 结合增材制造精度和传统成型速度,提高3D打印生产速度 约翰·霍普金斯大学研究团队近日研究了一种新型混合成型-增材制造方法（HyFAM），该方法将增材制造的精度与传统成型技术的速度相结合，改善了3D打印的生产速度。对于不需要精细细节的块状部件，研究人员采用类似铸造的工艺进行样品的制备，而对于外表面等细节区域，研究人员则采用传统的3D打印技术。这样一来，具有大量铸模填充的物体的生产速度就被提高到了10到20倍，而对于细节要求丰富的打印件，生产速度也被提高了大约两倍。这种方法有效地避免了某些部件中仅需部分精确打印时的产生的低效率现象。 该团队的研究人员使用了硅胶、陶瓷、金属、环氧树脂、水泥、粘土和巧克力等各种材料测试了HyFAM方法的可行性。这个过程中他们仔细控制了材料流动和稠度，确保了均匀填充，同时通过帮助打印件均匀粘合的方式解决了常见的3D打印问题。 HyFAM方法在大规模定制场景中具有很大的必要性，对于内部特征较大且特征尺寸差异很大的零件来说，仅依靠增材制造小型喷嘴的制备速度过慢，为生产带来极大的障碍。一个物体中既有细节部分，也有非细节部分，虽然HyFAM方法不适用于高度复杂的均匀物体，但该团队通过尝试不同的材料组合后扩展了这种方法的功能，并拓展了其在建筑、软体机器人等行业的潜在应用。 降低孔隙率,实现更坚固的大型3D打印 橡树岭国家实验室（ORNL）的研究人员通过一种真空辅助挤压技术，可将大型3D打印聚合物部件内部孔隙率降低高达75%，解决了大幅面增材制造（LFAM）内部孔隙影响打印部件的结构完整性的重大限制，这一技术的出现代表着在克服大规模3D打印面临的关键技术挑战方面取得了重大进展。通过解决孔隙率问题，该技术可以帮助提高工业应用中大型打印部件的强度、耐用性和性能，有望提升LFAM技术在航空航天、汽车和国防工具领域的应用。 纤维增强材料因其高刚度和低热膨胀性常用于LFAM，但其通常存在孔隙，影响最终部件的质量。该技术在挤出过程中集成了一个真空料斗，用于去除纤维增强材料中的滞留气体。测试表明，无论纤维含量如何变化，新系统都能将孔隙率降低到2%以下。 利用这项技术，不仅解决了大规模聚合物打印中孔隙率的问题，还为制造更坚固的复合材料铺平了道路，这对于LFAM行业来说是一个重大的飞跃。目前的实施方案旨在用于材料的批量处理。但ORNL已经开发出一种连续沉积系统概念，并将在未来的研究项目中进行探索。 变色弹性体,CLCE材料的新型3D打印技术 宾夕法尼亚大学的一个研究小组开发了一种在3D打印中处理胆甾相液晶弹性体（CLCE）的新方法。该材料是一种柔软的橡胶状材料，可根据机械应力改变颜色，在传感器技术、机器人技术、医疗技术和交互式显示等领域具有广阔的应用前景。但CLEC前体具有高粘性，因此3D加工迄今为止一直是一个挑战。通过同轴直接墨水写入（DIW），CLCE能够被转化为复杂的3D几何形状，且不会损失其光学特性。 Alicia Ng博士与研究团队共同开发了一种全新的打印概念，即CLCE材料通过一层透明的硅胶外壳包裹作为其结构核心支架，使其能够保留CLCE的变色特性，同时提供必要的结构强度来支撑复杂的3D设计。这项3D打印技术不仅可以实现有针对性的成型，还可以将变色特性融入到可持续的复杂结构中，是一项对各个行业都具有技术潜力的进步。 3D打印超材料,兼具强度和延展性 麻省理工学院(MIT)的研究人员开发出一种利用3D打印技术生产既坚固又具有极佳的延展性超材料的新方法。他们从水凝胶的结构中汲取灵感，将烯酸基聚合物制成的刚性支撑结构和柔性卷曲网络结构组合，并采用双光子光刻技术在一次打印过程中完成，为超材料开辟新的领域。 这种新开发的超材料可拉伸至其长度的三倍，通过拉伸过程中刚性结构和柔性结构之间的相互作用，增加机械缠结和能量分布，从而提高了结构完整性，比由相同基底材料制成的传统网格超材料的拉伸性能高出十倍。通过有针对性地排列“缺陷”，可以进一步提高能量吸收率，抑制裂纹扩展。 这种方法在抗撕裂纺织品、柔性电子外壳或用于组织再生的生物相容性支架方面具有潜在应用。从长远来看，该技术可以转移到陶瓷或金属材料上，赋予它们新的机械性能。 3D打印与超导相结合,生产单晶高温超导体的新方法 美国西北大学的一个研究团队与费米实验室合作，开发了一种利用3D打印技术生产陶瓷高温超导体的新方法。该工艺实现了单晶微观结构，而此前只有通过传统的制造工艺才能实现这种结构，这项新技术将实现新的磁体设计，从而提高性能，甚至有可能生产新一代超导射频腔，标志着超导材料在复杂几何结构中的应用迈出了重要的一步。 这种方法采用了两阶段工艺。首先，采用增材制造工艺生产由钇钡铜氧化物制成的陶瓷结构。然后进行顶部种子熔体生长工艺，在该工艺中施加钕钡铜氧化物单晶种子，选择性熔化该组件并缓慢冷却。这种受控的重结晶使整个组件的晶体结构与种子对齐，从而形成几乎单晶的结构。从长远来看，该工艺为制造更大、更高效的超导元件开辟了新的可能性，可用于粒子物理及其他领域。进一步的研究将探索如何同时使用多个原子核来叠加生成大体积的单晶结构。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。

3D打印可以高效生产结构-性能集成的铝合金部件，满足了航空航天和汽车工业长期需求。然而，高强度铝合金具有高开裂敏感性，实现高强度铝合金的近全致密增材制造仍然是重大挑战。 3D打印技术参考注意到，来自中科院金属所的研究人员于近日取得新突破，他们通过LPBF工艺设计并制备了一种Al-Fe-V-Si-Sc合金。LPBF过程中极高的冷却速率和热梯度促进了特殊分级异质结构的形成。位于熔池中心的非晶/晶体复合结构以及存在于熔池边界的纳米级析出物可以为该合金提供强化，使其在室温和高温下都呈现出超高强度。 研究人员使用优化的工艺参数3D打印预合金Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si-0.3Sc粉末，相关检测未发现明显的裂纹、未熔合等冶金缺陷，材料的致密度达到了99.9%，成功制造了无裂纹和接近全致密的合金样品。 样品在325°C下人工时效2小时后空冷，通过显微硬度和拉伸试验评估3D打印铝合金的机械性能。结果显示，热处理样品的不同区域的显微硬度与已报到的同类合金相比得到明显强化。究其原因，是因为LPBF过程极高的冷却速率（∼105–107K/s)，在合金内诱导形成了多尺度相，有利于抑制裂纹的萌生并阻碍其扩展，从而提高合金的变形抗力。 (a) 在不同热输入条件下高速相机拍摄的熔池堆叠图像。(b) 用最佳参数制造的热处理样品的3D显微组织图像。(c) 复杂结构样品的宏观图像。(d) 与BD平行的热处理样品的SEM图像。局部放大的SEM图像：(e) 熔池中心和(f) 熔池边界。(g–i) 与BD平行的热处理样品的EBSD结果：(g) 逆极图（IPF）图，(h) 晶界分布和(i) 核平均旋转（KAM）图 3D打印的Al-Fe-V-Si合金铝合金在20°C到400°C范围内表现出优异的机械性能。不同温度下样品的应力-应变曲线显示： 在20°C时合金表现出超高的强度，抗拉强度为865±11.5MPa，屈服强度为649±17.5MPa。这些数值超出了多种LPBF铝合金已报道的数值。 样品的强度随温度变化，与其他3D打印耐热铝合金相比，该合金在不同温度下表现出更高的抗拉强度。 在300℃时的抗拉强度和屈服强度分别为463MPa和431MPa； 在400℃时的抗拉强度和屈服强度分别为225MPa和191MPa。 (a) 熔池中心和边界处的硬度分布。(b) 不同温度下的工程应力-应变曲线。(c)不同3D打印铝合金在室温条件下抗拉强度与延伸率对比 (d) 不同温度下多种3D打印铝合金的抗拉强度对比 因此，通过合金化Sc并充分利用LPBF工艺的特性，研究人员开发出一种具有超高强度和耐高温的铝合金。热处理后的LPBF Al-Fe-V-Si-Sc合金的超高强度可以归因于多种强化机制，包括Orowan、过饱和固溶体、高密度原子团簇、高密度位错和HDI硬化。同时，成功制造了具有复杂晶格结构的典型零件，表明该合金具有良好的打印性能，该合金的断裂延伸率可能会是日后需要改善的重点。 推荐：Ultrahigh strength heat-resistant Al-Fe-V-Si-Sc alloy fabricated by laser powder bed fusion

3D打印技术参考注意到，2025年3D打印技术领域第5篇Science文章于5月8日发表。来自发表了题为“Imaging-guided deep tissue in vivo sound printing”的文章。该文章的通讯作者教授，本科就读华中科技大学，硕士毕业于清华大学，现为加州理工学院医学工程教授。 这项研究的重要突破在于，其推出了一个体内3D打印平台，该平台可在实时成像的引导下，使用聚焦超声对活性组织深处的特定位置3D打印生物材料或聚合物。这项工作为组织再生、靶向药物递送、生物电子学和非侵入性治疗开辟了方向。 体内3D打印已成医学研究前沿，超声波技术优势与挑战并存 医学3D打印已经不仅仅局限于从体外制造再赋能医学，3D打印技术参考注意到，深穿透3D打印已成为当前医学工程发展的一个重要方向，其依赖的能量源通常是近外光和超声波。近红外光用于体内3D打印的局限在于穿透力非常有限，只能到达皮下，而超声技术具有深部组织穿透和非侵入性等优势，且具备实时成像能力，可用于精确定位和控制生物材料的原位制造，是当前实现体内3D打印研究的热点，此前哈佛大学也曾将该技术发表在Science上。 本想研究同期评论指出，聚焦超声波可以将高能声波传递到皮肤下深度达20厘米的局部区域，具体取决于超声波的频率和组织的类型。高声学能量还可以与材料相互作用，引发各种化学、物理和生物反应，实现定制化学反应、检测和治疗。但体内的超声3D打印比看起来更加具有挑战性。 利用声波触发化学反应，需要开发声触发墨水，即预聚物的液态配方，但超声波引起振荡气泡和流体运动可能会破坏注入的墨水材料，导致打印速度慢和制造分辨率差。另外，即便可以快速固化，墨水中存在的小反应分子和局部热生成可能会带来生物相容性风险。 超声聚焦+实时成像，实现精准体内3D打印 这项研究开发了一种新方法，将超声波与低温敏感脂质体实现结合。这种脂质体是一种球形细胞状囊泡，带有保护性脂肪层，常用于药物输送。在这项研究中，研究人员将交联剂装载到脂质体中，并将其嵌入聚合物溶液中，该溶液包含想要打印的聚合物单体、可以显示交联发生时间的成像造影剂，以及希望输送的物质——如治疗药物。此外，还可以添加其他成分，如细胞和导电材料（碳纳米管或银），然后将复合生物墨水直接注射到体内。 脂质体颗粒对低温敏感，这意味着通过使用聚焦超声波将小目标区域的温度升高约5℃，即可触发有效载荷的释放并启动聚合物的3D打印。具体的说，只需将温度升高几度，脂质体颗粒就能释放交联剂，交联剂释放到哪里，局部聚合或打印就会在哪里发生。 该团队使用源自细菌的气囊作为成像造影剂。这些气囊，即充满空气的蛋白质胶囊，在超声成像中清晰可见，并且对液态单体溶液交联形成凝胶网络时发生的化学变化非常敏感。当这种转变发生时，气囊的对比度实际上会发生变化，可以通过超声成像检测到，这使得科学家能够轻松识别聚合交联发生的时间和精确位置，从而在活体动物体内打印确定的图案。 体内3D打印的治疗效果显著 该团队将这项新技术称为深层组织体内声音打印（DISP）平台。当研究小组使用DISP平台在小鼠膀胱肿瘤附近3D打印载有化疗药物阿霉素的聚合物时，他们发现与通过直接注射药物溶液接受药物的动物相比，几天内肿瘤细胞死亡的数量明显增多，从而证明了该技术在肿瘤治疗中的有效性。 高伟教授表示，他们开发的新技术可以到达深层组织，并能3D打印多种类型的材料，应用广泛，同时能保持优异的生物相容性。该技术依靠声音进行定位，目前已用于3D打印选择性药物输送的聚合物胶囊，以及用于密封内部伤口的胶状聚合物。 除了用于药物和细胞递送的生物粘附凝胶和聚合物外，该研究还描述了该技术在打印生物电水凝胶中的应用。生物电水凝胶是一种嵌入导电材料的聚合物，用于体内监测生理生命体征，例如心电图（ECG）。 总的来说，高伟教授团队开发了一种有效的高精度、可控体内3D打印方法，不仅速度快，而且打印材料具有生物相容性，取得了可观的治疗效果。未来，该团队将在更大的动物模型上进行3D打印，并希望在不久的将来，能够在人体上进行评估。同时还将借助人工智能，希望能够在跳动的心脏等运动器官内自主触发高精度打印。

3D打印技术经过近十几年的发展，在医学领域已经不仅仅局限于制造骨科植入体、导板以及康复辅具等“传统”应用，而是正在引发一场新浪潮。除了曾经在研究中制造出了可跳动的心脏、可呼吸的肺以及可生长的骨骼，从而促进医药以及未来可移植器官研究的发展，最新的进展还涉及口腔软组织、微针贴片、模拟眼角膜、皮肤、全口假牙等多方面。本期，3D打印技术参考梳理近期该技术在医疗行业的研究进展。 3D打印微针贴片替代注射针头 斯坦福大学教授兼Carbon公司联合创始人Joseph DeSimone博士创办了一家新的初创公司PinPrint，该公司开发的3D打印微针贴片可通过皮肤输送药物和疫苗，无需注射器。这项成果，有望彻底改变医药和化妆领域的治疗方式。 Joseph DeSimone博士团队通过开发注射连续液体界面生产（iCLIP）方法，解决了3D打印中微小空间内的树脂过度固化的关键挑战，创建了对先进医疗设备至关重要的超精密微针和微流体通道。微针贴片不仅可以更有效地输送疫苗，还可以简化储存和自我给药。研究指出，通过瞄准免疫细胞集中的真皮层，这些贴片可以使疫苗更有效、更容易分发，并减少对冷链物流的依赖。 除了药物递送之外，PinPrint背后的团队还看到了使用相同的微针平台进行诊断的潜力。通过收集间质液，这些贴片有望能够监测血糖水平或免疫反应等信息，而不会破坏皮肤。这些功能预示着未来的医疗保健不仅 “创伤更小，而且更具持续性和个性化”。 非侵入性治疗平台的扩展所产生的更广泛影响表明，药物和数据在体内的移动方式正在发生越来越大的变化。药物可以像贴纸一样，基本上简单的、可扩展的、通过3D打印精确设计的，且对患者来说无痛。 3D打印模拟眼角膜，促进干眼症研究 据南佛罗里达大学（USF）称，Morsani医学院眼科的Yuqiang Bai博士正在领导一项开创性的干眼症研究，该研究得到了美国国立卫生研究院的资助。为了支持这项重要的工作，由Lucas Tometich领导的USF IT的3D打印实验室正在通过设计一种工具来提供帮助和专业知识，该工具用于测试Bai博士的激光扫描仪。Bai博士的总体目标是通过测量角膜泪液的厚度来更好地了解干眼症并对其进行成像。 干眼症影响着全世界数百万人的眼睛不适和视力问题。为了研究这种疾病，Bai博士的团队需要准确地对角膜的曲面进行精确成像。传统的成像系统使用平面标准，如1951年USAF分辨率测试卡，但这些标准并不适合角膜独特的曲率。Tometich和他的团队利用创新的3D建模和打印技术解决了这一难题。团队使用Autodesk Fusion创建了一个模拟角膜曲率的模型。 Tometich说：“根据所提供的要求，我使用Autodesk Fusion创建了一个模型，进行了多次测试，以确定最佳方向和后处理工作流程，确保能使用透明感光树脂获得最清晰的效果。另外也进行了一些调整，并交付了另外三件作品供扫描仪测试。”通过准确反映角膜曲率的标准样本，研究团队能够继续开发成像系统。 3D打印口腔软组织移植物 新加坡国立大学研究人员开发了一种通过将3D生物打印与人工智能（AI）相结合的方法来制造个性化牙龈组织移植物。这项技术解决了牙科手术中牙周病或牙科植入物造成的牙龈缺陷的关键难题，可以精确制造出适合个人的组织结构，改善治疗的效果并降低组织感染等风险。这项研究得到了新加坡全国增材制造创新中心和新加坡国立大学卫生系统的支持。 口腔软组织缺损的再生对于恢复口腔组织形态、功能和健康至关重要。这项研究使用3D生物打印技术制造具有精确尺寸、形状和逐层细胞组织的个性化移植物，使用AI衍生的工具简化迭代生物打印参数，优化和生物打印参数之间相互作用的分析，可以实时监控生物打印过程，检测和纠正打印过程中的偏差或错误，从而提高生物打印结构的质量和一致性。这项研究代表了个性化软组织移植物生物制造的重要一步，为牙周病和牙科种植体相关的牙龈粘膜缺损的修复和再生提供了潜在的应用。 利用自体移植物和3D生物打印技术重建粘龈缺损的示意图 为了加快3D生物打印研究过程，Dean Ho教授团队研究学者将人工智能集成到工作流程中，大大减少了优化生物打印参数时所需的实验次数，从数千次减少到仅25次。该团队开发了一种特殊的生物墨水，可在支持细胞生长的同时保持打印结构的完整性。打印出的牙龈移植物在打印后和18天的培养期中保持了90%以上的细胞活力，显示出强大的生物仿生特性和类似天然牙龈组织的多层结构。通过创建与患者伤口精确匹配的移植物，减少了采集组织的需要，最大限度地降低了伤口闭合过程中的变形和张力。” 这项研究的影响结果可能会超越牙科范围，其应用范围可能扩展到皮肤等其他组织，如促进无疤痕愈合。该团队未来的工作将侧重于生物体内植入、与宿主组织的移植以及在具有挑战性的口腔微环境中的长期稳定性的研究，以评估移植体在口腔环境中的整合情况，并探索使用多材料生物打印技术将血管纳入构建体中，旨在期望他们的研究成果能推动再生牙科和更广泛的组织工程应用。 理光开发新型喷墨3D打印技术，打造美观长期假牙 理光公司开发了一种基于材料喷射的新型3D喷墨打印技术，解决了以往3D打印工艺在强度和色彩设计自由度方面的关键不足，可以生产具有高机械强度和生物相容性的全彩塑料产品。 用该技术制造的假牙 立体光固化成型等技术主要应用于生产假牙或眼镜架等。虽然这种工艺技术可以生产复杂几何形状的零件，但它们只能生产结构稳定性有限的单色零部件，而材料喷射技术能生产出多种颜色的部件，但通常无法达到功能部件所需的机械性能。理光公司将他们开发的紫外线固化油墨与功能性填料相结合，用于确保材料的强度和可喷涂性。打印平台使用半透明白色和透明的树脂作为基底，涂抹高浓度的青色、紫红色和黄色油墨，实现精确的色彩过渡和表面纹理，再现天然牙齿的颜色和形状。 这种方法所生产的产品符合日本标准JIS T 10993-1中生物相容性的要求，适用于医疗行业，这项技术首次应用在日本横滨的一家牙科实验室进行生产长期假牙，制备的假牙不仅功能性强，而且美观。 理光公司表示，除牙科外，这项技术还可应用于眼镜制造。其机械韧性、色彩准确性和医疗安全性的结合可以为个性化医疗保健产品和设计行业智能化制造提供支撑。 3D打印功能性皮肤组织，我国再生医学临床应用获突破 严重战伤、烧伤救治一直是医学的重要课题。生物3D打印制备人造皮肤，为皮肤病治疗、烧伤修复提供新的解决方案。3D打印技术参考注意到，央视军事于2024年报道了解放军总医院取得的重大研究成果，采用3D打印制备的人造皮肤已经用于战伤救治。 中国工程院院士解放军总医院付小兵介绍：“我们最新的研究成果就是利用生物3D打印技术在体外能够构建一个含有汗腺、毛囊、皮脂腺的接近于正常皮肤的器官战创伤、烧伤以后我们能够最快给他提供材料使创面愈合，尽快恢复战斗力。 生物3D打印制备人造皮肤一大优势是简便快捷，只需对病人的皮肤细胞提取分析后，进行短时间培养，经过1-2天就可开始作业。为了让这项技术尽快服务于部队，战斗力提升科研团队一次次从实验到临床进行效果验证，研制出了适用于基层部队治疗训练伤的简易方法。 解放军总医院黄沙表示：“今年我们通过几次技术下连，把简易打印法已经推广到了连队，主要用于他们平时在训练时候的一些浅表创面治疗，也取得了比较好的效果。 END 医疗行业是3D打印技术发挥价值的关键领域，与航空航天行业并列。这项技术真正能为普通人群带来了治疗福音，感受更为直观。 3D打印的微针贴片、模拟眼角膜、口腔软组织、满口假牙以及皮肤组织等，这些应用正从整体上重塑医疗流程与理念，不仅聚焦于个体差异、精准满足个性化需求，还注重全方位减少患者在就医过程中的痛苦，无论是生理上的伤痛，还是心理上的焦虑，都在3D打印技术的助力下得到缓解，同时最大化地提升治疗效果。