【導讀】現(xiàn)如今隨著科技的發(fā)展，3D打印在各個領域扮演著越來越重要的角色，誰也不會想到3D打印技術是未來的一大發(fā)展趨勢，很多年前的我們更是無法想象。而在剛剛過去的2016年中，通過使用3D打印技術的而生的制造品，再次刷新了我們的認知。在新年伊始之際，不如讓我們來看看去年3D打印在航空航天、汽車、生物醫(yī)藥及建筑行業(yè)四大領域都出現(xiàn)了哪些新突破應用吧。
航空航天領域
俄羅斯發(fā)射首顆3D打印的立方體衛(wèi)星
2016年的3月31日俄羅斯首個3D打印的立方體衛(wèi)星（CubeSat）Tomsk-TPU-120，搭載一枚進步MS-2火箭進入國際空間站，并由空間站上的宇航員通過太空行走將其放置在一個400公里高的軌道上。
突破之處：這顆Tomsk-TPU-120衛(wèi)星的外殼是使用經(jīng)俄羅斯宇航局（ROSCOSMOS）批準的材料3D打印而成的。它的大部分部件都是塑料材料打印而成的。除此之外，其電池組的外殼也是用氧化鋯陶瓷材料3D打印而成的，這也是世界首次。
世界首架3D打印鋁制FPV競速無人機
2016年3月澳洲一家名為Fusion Imaging的公司，在知名在線3D打印服務平臺Shapeways的幫助下，使用鋁質材料3D打印出了一家無人機，其飛行時速接近90英里（144公里）每小時。
突破之處：這架強大的無人機的動力輸出主要依賴于Lumenier 2206電機。其3D打印的鋁金屬臂非常輕盈，不僅起到了保護電線和電池的作用，而且散熱性能也非常好。眾所周知，鋁是一種在航空領域非常受歡迎的金屬材料，它的重量像塑料那樣輕，但是強度卻高得多。
在這次3D打印制造的無人機中，使用了直接金屬激光熔融（DMLS）工藝用激光逐層熔化鋁質粉末而成。因此該無人機在機械指標上要高于一般的3D打印無人機。鋁材在震動這方面表現(xiàn)得非常出色。從某種角度看，它比碳纖維更好。在快速運動過程中，它產(chǎn)生的螺旋槳渦流要少得多。
洲際導彈3D打印部件的飛行測試
軍工巨頭洛克希德·馬丁公司，在2016年3月14日至16日，對其首個用在彈道導彈上面的3D打印部件進行了測試發(fā)射，這次測試發(fā)射總共使用了三枚未裝戰(zhàn)斗部的三叉戟II D5艦隊彈道導彈，并從大西洋水下的戰(zhàn)略核潛艇上發(fā)射升空。
突破之處：此次測試的3D打印部件是一個“連接器后殼”，這件僅有1英寸（2.5厘米）寬的連接器后殼在3D打印時，先由3D打印機在打印床上鋪設一層薄薄的鋁合金粉末，然后高溫的激光或電子束在計算機的引導下融化指定區(qū)域的粉末，然后機器又鋪上了另外一層粉末，這個過程不斷重復，直至3D對象被打印完成為止。
在此之后，生產(chǎn)者所需要做的就是吹去多余的粉末，并進行平滑處理和拋光。該工藝主要可以減少材料浪費，且生產(chǎn)周期與常規(guī)方法相比被縮減了一半。
空客接收首批帶3D打印燃油噴嘴的LEAP發(fā)動機成品
2016年4月2日，歐洲飛機制造商空中客車公司接收了第一批兩臺LEAP-1A發(fā)動機，這款發(fā)動機將用于空客下一代的A320neo客機。
突破之處：LEAP是第一款采用了3D打印燃料噴嘴的飛機發(fā)動機，該燃料噴嘴在3D打印使使用的材料是一種超級合金，除此之外，LEAP發(fā)動機上還使用了完全用碳復合材料制成的風扇葉片，以及使用又輕又耐高溫的陶瓷基復合材料（CMC）制成的零部件等。這些新技術使得LEAP的燃油效率比CFM之前最好的發(fā)動機還要高15%，并且減少了其碳排放量。
汽車領域
瑞典車商用3D打印技術制造世界最快汽車
瑞典跑車制造商Koenigsegg（科尼塞克）推出了一款名為One:1的超級汽車。One:1將是“世界上第一輛巨汽車（megacar）”。它還是全球第一款功率重量比達到1：1的量產(chǎn)車——它的重量為1340公斤并產(chǎn)生1322bhp（1340公制馬力），超過了當前的吉尼斯世界紀錄：1184bhp的布加迪威龍Super Sport。
突破之處：One:1使用了3D打印的可變渦輪外殼，以提高響應和低端扭矩。該公司還3D打印了鈦合金排氣尾端件，節(jié)省了14盎司重量。另外的減量措施包括使用高模量纖維制成的碳纖維底盤，使其重量減輕了20%。
由于鈦合金排氣尾端件比較大，使用3D打印技術花了整整三天才完成。對于量產(chǎn)車而言，這樣的生產(chǎn)效率是非常低了，但它不僅減輕了重量，而且只需生產(chǎn)6件這么復雜的零件。3D打印實現(xiàn)了設計師們想要的形狀，而且讓工作流程變得可控。
Local Motors推出世界首輛3D打印電動公交車
2016年6月16日，來自美國亞利桑那州的3D打印汽車公司Local Motors推出了一輛3D打印的自動駕駛電動公交車Olli，而且這輛車的一部分是可回收的。這是的一輛使用了IBM Watson的針對汽車的集中認知學習平臺的汽車。
突破之處：Olli的3D打印汽車外殼下面安裝的是世界上最先進的汽車技術，包括IBM的Watson Internet of Things for Automotive，這是一個基于云計算的計算系統(tǒng)，可以通過置入車內的超過30個傳感器分析并學習收集到的大量交通數(shù)據(jù)。
得益于Local Motors的開放式汽車開發(fā)流程，這些傳感器可以根據(jù)乘客的需要和當?shù)氐奶攸c進行 調整。此外，這個系統(tǒng)還提供了專門的API（語音到文本、自然語言分類器、實體抽取和文本到語音等）用于為這輛班車創(chuàng)建很多有用的特性。
奧迪計劃3D打印部件用在成品汽車上
全球著名汽車制造商奧迪公司一貫標榜自己的先進科技，該公司的口號是“科技領導創(chuàng)新（Vorsprung durch Technik）”。顯然他們在3D打印技術的應用上也不落人后，奧迪公司使用金屬3D打印技術制造復雜金屬部件，并將其安裝在成品汽車上。
突破之處：奧迪公司使用金屬3D打印工藝是那些具有復雜幾何形狀的零部件的理想選擇，像這樣的部件如果使用傳統(tǒng)制造手段，比如鑄造，往往費時而且昂貴。而且這種3D打印部件使用的是非常精細的鋼鐵或者鋁質金屬粉末，其顆粒尺寸不到人類發(fā)絲的一半，因此其致密度也要比鑄造出來的部件大。
Kabuku攜手本田打造出日本首輛3D打印汽車
2016年10月，日本3D打印公司Kabuku和著名車商本田公司合作，為該國糖果公司豐島屋（Toshimaya）3D打印了一輛很小的運輸車。據(jù)悉這也是日本第一輛全3D打印的汽車。
突破之處：依靠其大規(guī)模定制解決方案和快速3D設計平臺，僅僅用了兩個就打造出了這款車，與傳統(tǒng)制造的微型車相比，不僅更快、成本更低，而且非常適合用于快遞業(yè)務。
EOS攜手威廉姆斯車隊將3D打印帶入F1賽場
工業(yè)級3D打印機生產(chǎn)商EOS與一級方程式（F1）賽車領域中大名鼎鼎的威廉姆斯（Williams）車隊合作，此次合作將使EOS 和威廉姆斯車隊向F1世界充分展示3D打印技術的力量，同時也有助于3D打印技術在汽車、軍工、航空航天和能源部門的轉化。
突破之處：3D打印機已經(jīng)融入威廉姆斯的標準生產(chǎn)過程中。其工程公司主要使用兩種EOS高分子材料，主要用于創(chuàng)建可用于功能測試的穩(wěn)定部件，比如發(fā)動機輔助設備、完整的齒輪箱部件的實物模型、到用于層壓制造的鉆模和夾具等；而另一方面則用于生產(chǎn)F1賽車上的零部件，只不過為了提升強度，還需要結合復合材料層合板。
生物醫(yī)藥
英國科學家開發(fā)出能替代軟骨的可3D打印生物玻璃
來自倫敦帝國學院（Imperial College London）和Milano-Bicocca大學的研究人員們已經(jīng)開發(fā)出一種生物玻璃材料可以模擬真正軟骨組織的減震和承重性。它可以通過特定的配方來表現(xiàn)出不同的特性。科學家們希望能夠用它來開發(fā)植入物以取代椎骨之間受損的軟骨盤。
突破之處：生物玻璃是由硅和一種叫做聚己內酯的聚合物組成的。它能夠表現(xiàn)出類似軟骨的屬性，包括柔軟、強韌、耐久而具彈性。它可以通過一種可生物降解的墨水形式生成，使得研究人員可以將其3D打印成某種特定的結構以促進軟骨細胞在關節(jié)內的形成和生長——類似于它們在試管中所表現(xiàn)出的那樣。另外，當受到損傷時，它還顯示出自愈的特性，這一特性使其很適合用作可靠的植入物，而且當它以墨水的形式存在時更容易3D打印。
可被人體吸收的3D打印聚合物顱骨植入物
來自莫斯科國立科技大學（National University of Science and Technology，MISIS）的研究人員推出了一種新的3D打印骨植入物。該植入物是專門針對顱骨損傷而研發(fā)的，可慢慢地被人體吸收并被天然骨組織取代。
突破之處：在顱骨手術領域，這是一個重大的進步。最重要的是，由于一種巧妙的形狀記憶收縮和增長工藝，植入物能與患者的顱骨實現(xiàn)完美的吻合。在根據(jù)特定的患者參數(shù)進行3D打印后，植入物收縮至其原始尺寸的一半左右。手術期間，它被加熱并再次獲得其原始形狀和尺寸，這樣就確保了植入物能完全貼合患者的顱骨或下頜。
華裔科學家開發(fā)3D打印聚合物支架治療食道癌
所有形式的癌癥都是可怕的，但是食管癌尤其是患者的噩夢，它會讓患者非常痛苦，是全世界第八常見的癌癥，而且是最難治療的癌癥之一。佛羅里達大西洋大學（FAU，F(xiàn)lorida Atlantic University）康云清博士正在開發(fā)一種可生物降解的3D打印聚合物支架。該3D打印支架將作為食管癌的治療藥物傳遞系統(tǒng)，并可減少并發(fā)癥的發(fā)生。
突破之處：在食道癌的治療中，通過手術植入金屬網(wǎng)狀支架是一個比較常見的治療方式，但是這可能會導致讓人痛苦的并發(fā)癥，比如出血、胸痛、穿孔和腫瘤生長等。然而3D打印支架是用可生物降解聚合物制成的，它們會在通過手術放入病人你的食道中后逐步溶解、消失。治療完成后，也不需要外科醫(yī)生再通過手術移除支架，會使患者在治療過程中更加舒服。
科學家制造出可打印器官組織的3D打印機
2016年2月，來自美國北卡羅萊納州維克森林大學（Wake Forest University）再生醫(yī)學研究所的科學家們稱，他們已經(jīng)創(chuàng)建了一臺可以制造器官、組織和骨骼的3D打印機，理論上，這些打印出來的器官、組織和骨骼能夠直接植入人體。
突破之處：維克森林大學的開發(fā)的這臺3D打印機的結構使得它能夠打印出可以容納血管的組織，這意味著它們可以獲得細胞生存所需要的氧氣和營養(yǎng)。這款集成的組織器官打印機的發(fā)展方向是為人體的應用制造組織，以及打造出更加復雜的組織和器官，3D打印出來的產(chǎn)品沒有壞死或組織中細胞死亡的跡象。
突破性的3D打印干細胞移植手術在猴子體內完成
目前，3D打印可移植人體器官已成為現(xiàn)實。不過一些3D打印的可移植器官還需要進行一些必要的評估和測試。我國的科學家在干細胞生物技術已經(jīng)取得了重大突破，他們見證了植入30只猴子中的3D打印干細胞移植物的血管組織再生。
突破之處：手術后2天，3D生物打印的血管開始與恒河猴自己的腹主動脈合并，并且這個合并過程在短短一個月內就完成了。在密切監(jiān)測猴子的健康的幾個月后，3D打印的血管與猴子自己的腹主動脈無異。此外，手術后就不需要除抗凝劑之外的治療了。這項在突破在3D生物打印領域是一個大新聞，是人造人體器官組織的里程碑。
建筑行業(yè)
世界首座全功能的3D打印辦公樓在迪拜落成
2016年5月迪拜第一個全功能的3D打印建筑，同時也是世界上首個3D打印辦公室的落成。這座建在阿聯(lián)酋大廈（Emirates Towers）旁的獨特建筑將成為迪拜未來基金會的臨時辦公室。
突破之處：這座世界上首個3D打印的辦公室空間占地250平方米，由一種特殊的水泥混合物和一套建筑材料建成，為了安全起見，建筑的外觀被設計為弧狀，這樣可以確保建筑的穩(wěn)定性。施工方使用了一臺20英尺高、120英尺深和40英尺寬的3D打印機。該打印機使用自動化的機械臂來實現(xiàn)打印過程。值得一提的是這座建筑只用了17天的時間就打印完成。
荷蘭混凝土3D打印技術公司推出可3D打印建筑的砂漿
荷蘭混凝土3D打印技術公司CyBe Additive Industries宣布，該公司的可3D打印砂漿已經(jīng)研發(fā)完成，目標是將這種技術引入歐洲所有的建筑工地。
突破之處：特制的砂漿“線材”可以在幾分鐘內形成具有承載力的結構，從而有望大大加快構建速度，并在24小時內完成水泥的水化過程。與此同時他們特制的砂漿在制造過程中產(chǎn)生的二氧化碳比普通混凝土更少。
拉法基豪瑞聯(lián)合XtreeE打造出歐洲首個3D打印建筑承重件
建筑巨頭拉法基豪瑞（LafargeHolcim）公司與來自法國的初創(chuàng)公司XtreeE攜手，成功打造出了歐洲第一個3D打印混凝土承重結構件。并將其用于支撐普羅旺斯地區(qū)艾克斯中學操場上的一個屋頂。該承重柱（空心并填充了一種高性能纖維增強水泥基復合材料Ductal，由Fehr Architectural組裝）也是歐洲的首個3D打印的混凝土結構件。
突破之處：3D打印技術是一種能夠以高速度和合理的成本實現(xiàn)復雜建筑結構的工具。此技術將推廣到三個特定的細分市場：高附加值建筑結構、個性化經(jīng)濟住宅、預制建筑構件的制造。
伊朗用3D掃描和打印技術修復歷史古跡
在當今的世界里，將先進的掃描方法和3D打印技術用于古跡和名勝的恢復以及復制已經(jīng)受到了各地很多博物館和文化中心的關注。伊朗便使用3D打印和掃描技術在規(guī)劃修復該國的一些最具歷史意義的古跡，并創(chuàng)建出精確的復制品。
突破之處：恢復和保存最古老的雕像、古跡和建筑對于伊朗來說并不是新鮮事務，該國的文化遺產(chǎn)和旅游組織長期以來一直就將其作為自己的主要優(yōu)先事務。而現(xiàn)在，得益于3D掃描和打印技術這樣的先進技術的應用，無疑會加強對文物的保護力度。
知名建筑師事務所DUS 3D打印8平米城市小屋
荷蘭建筑師事務所DUS Architects 在阿姆斯特丹的一個廢棄工業(yè)區(qū)內3D打印了一座獨特的小屋以及一個浴缸，該3D打印小屋結構緊湊且易于打印，體積為25立方米。它的墻壁十分特別，有一個不同尋常的帶有內部蜂窩結構的幾何墻結構。 DUS想借此表達我們如何可以為那些突遭災害以及那些真正需要一個暫時容身之地的人創(chuàng)造出一個臨時住房。
突破之處：3D打印技術特別適用于為災區(qū)建造小型臨時住所。使用完后，建造小屋的生物材料可以被徹底粉碎，然后能被用來再次打印新設計。小屋和浴缸都是用生物塑料打印的，非常易于循環(huán)再利用。這些生物塑料既可以轉變成新的3D打印線材，也可以被簡單地就地銷毀。因此，當災害發(fā)生在偏遠地區(qū)時，這是一個寶貴的潛在解決方案。
寫在最后：隨著科技的發(fā)展以及人們生活質量的提高，更優(yōu)越的產(chǎn)物逐漸面試，其中3D打印的產(chǎn)物便是其中之一。近年來3D打印技術以突飛猛進的發(fā)展方式，越加成熟，其實不僅在生物醫(yī)療、汽車、航空航天以及建筑行業(yè)有所突破，現(xiàn)如今3D打印技術更多的是面向于全方面發(fā)展，我想在未來的幾年時間內，在食品、制造業(yè)等更多的行業(yè)內，會看到更多3D打印技術的成果，不難想象，在未來我們生活的世界內，我們所使用的、食用的、乘坐的等等事物，都會有3D打印技術的影子。
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