3D 打印的钛植入体为某些重症带来了希望。乍看之下,这些小小的灰色物体平平无奇,但它们却能改变一个人的生活。它们名为椎间融合器,是一种脊柱植入体,用于固定两节脊椎之间的间隔,恢复脊椎体的自然高度。为成功实现这项功能,融合器必须满足严格的设计要求。除了能承受机械压力,它们还必须轻质且具有生物相容性,不会让人体产生排斥反应。
3D 打印融合器的原型:长期以来,脊椎融合都是椎间盘**不得已之下的后手段,但如今 3D 打印融合器可以将脊椎体恢复到自然高度,让患者没有疼痛地自由活动。为此,融合器不仅要具备生物相容性,还要有足够的韧性,以确保不会撕裂或破碎。
融合器本身采用生物相容性钛合金制成。融合器制造商面临的主要难题之一就是怎样使表面的孔隙度准确满足要求,“多孔结构能促进骨结合,也就是活骨组织和植入体表面之间的结构性和功能性连接。车削、铣削、铸造等传统方法几乎不可能做出这种结构,所以 3D 打印具有显著的竞争优势。”
在众多材料中,有下列这几类常见的3d打印材料:
一、金属材料:包括不锈钢、金、银、钛金属等
不锈钢坚硬,而且有很强的牢固度;金、银及钛金属金、银及钛金属等这些金属材料都是采用SLS的;钛金属是3D打印机经常用的材料;
二、ABS塑料类:BS是FDM打印技术为常见的打印材料,颜色可选性多,可以打印制作各类创意的家居饰品,亦或是诸如乐高等趣味玩具,是消费级3D打印机用户中意的打印耗材之一
三、**塑料熔丝:**塑料熔丝是非常常用的打印材料,尤其是对于消费级3D打印机来说。**可以降解,是一种环保的材料
四、陶瓷粉末:陶瓷粉末材料采用SLS技术进行烧结完成,当然3D打印并不能完成陶瓷的高温烧制,需在打印完成之后进行高温烧制
五、树脂材料以光聚合树脂为原料3D打印的透明肝脏模型;
六、石墨烯材料:石墨烯是目前世间轻薄、坚硬的新型纳米材料。
金属3D打印技术能够制造复杂的功能集成零部件,这一优势在铜金属制造领域也同样能够得到体现,比如说在铜电感线圈制造领域,金属3D打印技术就可以用于替代传统制造工艺,直接制造复杂电感线圈, 避免对于组装的需求和因焊接带来的不足。关于铜的3D打印技术呈现出越来越经济多样的发展态势,Markforged推出了其金属X打印机适用的材料-铜,本期进一步来了解Markforged解决方案的几大特点。
使用Markforged铜材料进行3D打印与其他材料打印是一样的过程,在Metal X系统上使用现有的硬件和软件系统进行打印工作。在基于云的切片软件Eiger的材料下拉菜单中选择“铜”,然后立即开始打印,目前在Metal X上切换材料大约需要10分钟。
Metal X利用熔丝制造(FFF)技术,使得3D打印铜变得简单。铜金属粉末与粘结剂混合加工成长丝,3D打印完成后,用户清洗零件脱蜡,然后将零件装入熔炉中,熔炉去除残留的粘结剂,然后将粉末烧结成终的全金属零件。
3D打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式,并以不同层构建创建部件。3D打印常用材料有光敏树脂、惠普尼龙、耐用性尼龙材料、ABS工程塑料、铝材料、钛合金、不锈钢等。
由于我国近年才引入3D打印技术,与国外相比差距非常大,目前**已经发展至金属3D打印、高分子3D打印、陶瓷3D打印以及生物3D打印技术,我国则主要在层压、激光灯。不过近年来我国生物3D打印技术不断获得突破,推进了3D打印器械、人工组织的转化进程。
3D打印应用领域广泛,其在下游应用行业和具体用途领域的分布反映了这一技术具有的优势和特点,同时也反映了这一技术的局限和在发展过程中尚需完善的地方。
3D打印机需求量较大的行业包括、航天和*、设备、高科技、教育业以及制造业。目前,应用领域排名**的是工业机械、航空航天和汽车,分别占市场份额的20.0%、16.6%和13.8%。
从区域分布来看,我国3D打印产业集聚态势明显,目前已基本形成以环渤海、长三角、珠三角为**,以中西部部分地区为纽带的产业空间发展格局。
其中,北京、浙江、陕西、湖北、广东等省份产业发展较快。目前,北京市从事3D打印技术研发、生产与服务的企业达70家以上,2017年实现销售收入约6亿元。
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