3D打印技术在医疗领域中的应用案例

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3D打印技术在航空领域中的应用

作者：谢静

来源：《科技资讯》2014年第03期

摘 要：本文分析了国内外3D打印技术的研究现状和几种快速成形技术的使用方法及其工作原理，介绍了3D打印技术在国内外航空领域中的研究状况和实际应用情况。

关键词：3D打印 快速成形技术 制造业

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（b）-0000-00

作者简介：谢静（1984-），女，汉族，硕士研究生，机械结构设计专业。

1 引言

3D打印技术是一种先进的、革命的加工制造技术，已经正在快速改变传统的生产加工方式和生活方式，美、德等发达国家非常重视该技术，并积极推广。从3D计算机辅助设计（3D

CAD）开始，人们希望能够将设计结果直接转化为实物。3D打印技术将以其革命性的“大幅节省原材料”和“制造灵活性”在加工制造领域掀起一场革命。它适合于小批量、结构复杂、多品种、原材料价值高的机械加工制造，因此在航空制造领域，它将会得到更加广泛的应用。

2 3D打印技术的研究现状[1][2][3]

3D打印技术最突出的优点是无需机械加工或开模，依据计算机中存储数据直接打印生成任意形状的物体，极大地缩短了产品的研制周期和加工周期。3D打印技术（3 D printing）是快速成型技术（Rapid Prototyping，RP）的一种，它以数学模型为基础，运用塑料或金属粉末等可粘性材料，通过逐层打印的方式来加工制造产品的技术。采用计算机辅助设计、激光扫描、材料熔融等一系列技术，通过3D打印机，以迭加成形、分层加工的方式逐层增加材料来打印生成所需物品。

快速成型技术使用方法有很多种，主要包括分层实体制造（Laminated Object

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3D打印技术在口腔医学领域中的应用及展望

作者：缪卫东

来源：《新材料产业》2017年第11期

3D打印技术，又称“增材制造”，是快速成型技术的一种，它借助于计算机设计和特定的成型设备，将材料通过高温熔融、光固化、烧结、喷射等方式，逐层堆积出目标构件。该技术集设计和制造于一体，可实现多种材料、多个维度、复杂结构构件的一次成型，材料利用率高、加工便捷，能很好地满足个性化需求。

3D打印技术源于20世纪80年代的美国，3D Systems公司创始人查尔斯·胡尔（Charles

W.Hull）发明的光固化技术和Stratasys公司创始人斯科特·克伦普（Scott Crump）发明的熔融层积成型技术是早期的2项主流技术。之后随着相关技术和互联网的发展，3D打印技术成功拓展到口腔医学领域，由起初的医疗模型和手术导板的制备，到个性化植入体的定制，再到生物组织工程材料的研究，应用的广度和深度逐渐加大，表明3D打印技术在口腔医学领域中有着广阔的应用前景。

3D打印技术在我国口腔医学基础研究及临床应用方面基本与国际同步，以北京大学口腔医院、上海交通大学附属第九人民医院为代表的多家单位均引进了3D打印机，或与外单位展开相关合作，有力推进了3D打印技术在口腔修复、口腔正畸、颌面外科、口腔种植等领域的应用，我国口腔医学正在大步向3D时代迈进。

一、3D打印技术概述

1.主要成型方式

3D打印成型方式主要包括立体光固化成型（SLA）、熔融沉积成型（FDM）、激光立体近净成型（LENS）、三维印刷（3DP）、激光选区熔化（SLM）、激光选区烧结（SLS）、分层实体制造（LOM）、聚合物喷射成型（PolyJet）以及电子束选区熔融（EBM）等。近年来，我国清华大学、华中科技大学、北京航空航天大学、西安交通大学、北京有色金属研究总院等单位对3D打印技术展开了深入的基础及应用研究。

工业技术　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮ０ＬＯ０Ｙ　一２０１　４　ＮＯ．０３皿圆　３Ｄ打印技术在航空领域中的应用①　谢静　（中国空空导弹研究院　；．－７南洛阳４　７１　ｃｏ９）　摘要：本文分析了国内外３Ｄ打印技术的研究现状和几种快速成形技术的使用方法及其工作原理，介绍了３Ｄ打印技术在国内外航空领域　中的研究状况和实际应用情况。　关键词：３Ｄ打印　快速成形技术　制造业　中图分类号：ＴＰ３９　文献标识码：Ａ　文章编号：１　６７２—３７９１（２０１　４）Ｏｌ（ｃ）一９１　６ｌ一０２　３Ｄ打印技术是一种先进的，革命的加　工制造技术，已经正在快速改变传统的生　产加工方式和生活方式，美、德等发达国　家非常重视该技术，并积极推广。从３Ｄ计　算机辅助设计（３Ｄ　ＣＡＤ）开始，人们希望　能够将设计结果直接转化为实物。３Ｄ打印　技术将以其革命性的“大幅节省原材料”和　“制造灵活性”在加工制造领域掀起一场革　命。它适合于小批量、结构复杂、多品种、原材　料价值高的机械加工制造，因此在航空制造　领域，它将会得到更加广泛的应用。　图１　ＬＯＭ方法工作原理　图２　ＳＬＡ方法工作原理　①作者简介：谢静（１９８４一），女，汉族，硕士研究生，机械结构设计专业。　１　３Ｄ打印技术的研究现状　３Ｄ打印技术最突出的优点是无需机械加　工或开模，依据计算机中存储数据直接打印生　成任意形状的物体，极大地缩短了产品的研制　周期和加工周期。３Ｄ打印技术（３Ｄ　ｐｒｉｎｔｉｎｇ）是　快速成型技术（Ｒａｐｉｄ　Ｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇ，ＲＰ）的一　种，它以数学模型为基础，运用塑料或金属粉　末等可粘性材料，通过逐层打印的方式来加工　制造产品的技术。采用计算机辅助设计、激光扫　描、材料熔融等一系列技术，通过３Ｄ打印机，以　迭加成形、分层加工的方式逐层增加材料来打　印生成所需物品。　快速成型技术使用方法有很多种，主　要包括分层实体制造（Ｌａｍｉｎａｔｅｄ　Ｏｂｊｅｃｔ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，ＬＯＭ）、光固化立体成形　（Ｓｔｅｒｅｏ　Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ　Ａｐｐａｒａｔｕｓ，ＳＬＡ），还　有直接制造金属功能零件的快速成型方法　有：选区激光熔化（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ　Ｌａｓｅｒ　Ｍｅｌｔｉｎｇ，　ＳＬＭ）、电子束选区熔化（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｂｅａｍ　Ｓｅ－　ｌｅｃｔｉｖｅ　Ｍｅｌｔｉｎｇ，ＥＢＳＭ）等。　１．１分层实体制造　供料机构将底面涂有热熔胶的箔材一　段段地送至工作台的上方。按照计算机提　取的横截面轮廓，激光切割系统用ＣＯ，激光　束对箔材沿轮廓线将工作台一ｈ的纸割出轮　廓线，并将纸的无轮廓区切割成小碎片。工　作原理见图１。　１．２光固化立体成形　２０世纪８Ｏ年代后期，美国３Ｄ　Ｓｙｓｔｅｍｓ公　司率先推出了光固化立体成形技术。该技　术是在液槽中盛满液态光敏树脂，通过激　光束照射液态光敏树脂使其迅速固化，然　后工作台下降一层薄片的高度，开始第二　层激光扫描并固化，如此循环往复，直至产　品打印成形完毕，工作原理见图２。ＳＬＡ具　有打印模型尺寸大、打印速度快、可选择材　料广泛、打印精度高等优点。　１．３选区激光熔化　选区激光熔化成型原理与选区激光烧　结有点类似。其成型材料多为单一组分金　属粉末，包括钛基合金、镍基合金、奥氏体　不锈钢、钴一铬合金和贵重金属等。通过激　光束快速熔化金属粉末生成连续的熔道，　可以直接获得任意形状、具有完全冶金结　合、高精度的近乎致密的金属零件，该技术　未来发展前景广阔。其应用范围已扩展到　微电子、医疗、航空航天、珠宝首饰等行　业。　１．４电子束选区熔化　在２０世纪９０年代中期，电子束选区熔化　科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　１

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浅议3D打印技术在艺术设计领域中的应用

作者：鹿双岭

来源：《科学与财富》2016年第13期

摘 要：3D打印技术作为制造业领域的一次重大技术革命，是传统制造技术与新材料的完美结合，其应用领域已深入到社会生活的方方面面。本文先就3D打印技术有关的概念、原理及优劣势做一简单介绍，然后讨论了其在艺术设计领域内的应用。

关键词：3D打印；产品设计；环境设计；建筑设计

3D打印技术作为快速成型领域的一种新兴技术，目前正成为一种迅猛发展的潮流，2012年4月，英国著名杂志《经济学人》报道称“3D打印技术是引领未来制造业趋势的众多突破之一，将成为第三次工业革命到来的标志”。 3D 打印技术将信息、材料、生物、控制等技术融合渗透，必将对未来制造业生产模式与人类生活方式产生重要影响。3D打印技术已经在机械制造、模具制作、医学方面、航天技术方面等方面都取得了较为普遍的运用，在艺术设计领域，3D打印技术也有着广阔的应用前景。

一 3D打印技术简介

1. 3D打印技术的概念

3D 打印的学术名称是增材制造，因其制造产品的过程是将材料逐层添加结合逐渐成型而得名。3D 打印技术出现在上世纪九十年代中期，即快速成型技 术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

2. 3D打印技术的工作原理

3D 打印技术实际上是利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置，它与普通打印机工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。3D打印技术每一个薄型层面的打印都可分为两个步骤，首先在需要成型的特定区域喷洒一层特殊的胶水，这种液态胶水液滴很小，并且不容易扩散，易于控制。接下来，均勾地喷涂一层薄薄的粉末状原料，当粉末遇到胶水会迅速融合并粘结固化，与此同时，粉末在没有喷涂胶水的区域仍保持原先的松散状态。以此类推，这样一层胶水一层粉末的交替喷涂之后，实体固态模型将会按照原先电脑中设定好的造型被“打印”成型。整个过程完成后，只需将多余松散的粉末扫除，整个产品的造型便会自动呈现出来，而多余的材料还可以继续循环利用。 龙源期刊网