這也是次有人成功設(shè)計和「打印」了充滿細(xì)胞、血管、心室的完整心臟。...2019-04-17268參考資料1.“3D打印”學(xué)名應(yīng)叫“增材制造”．人民網(wǎng)．2013-07-09[引用日期2019-10-10]2.全球3D打印金屬手問世成功發(fā)射50枚．新華網(wǎng)．2013-11-09[引用日期2013-11-09]．人民網(wǎng)[引用日期2019-01-16]4.解析增材制造技術(shù)及發(fā)展趨勢．3D打印網(wǎng)．2015-10-29[引用日期2019-10-10]5.你所不知的“3D打印”．人民網(wǎng)．2012-09-17[引用日期2013-11-11]．激光網(wǎng)[引用日期2016-05-19]7.全球能開3D打印汽車Urbee．網(wǎng)易[引用日期2016-05-19]．鳳凰網(wǎng)．2013-07-24[引用日期2013-11-11]9.全球首支3D打印金屬美國問世成功試射50發(fā)．中國新聞網(wǎng)．2013-11-09[引用日期2013-11-14]10.美3D打印支將合法設(shè)計圖也可下載21州起訴反對．網(wǎng)易[引用日期2018-07-31]11.人類在太空3D打印生物:俄宇航員打印出老鼠甲狀腺．海外網(wǎng)[引用日期2018-12-10]12.以色列研究人員稱3D打印出全球首顆“完整”心臟_圖片頻道．央視網(wǎng)()[引用日期2019-04-17]。它綜合了數(shù)字建模技術(shù)、機(jī)電控制技術(shù)、信息技術(shù)、材料科學(xué)與化學(xué)等諸多領(lǐng)域的前沿技術(shù)，涉及的領(lǐng)域較多。吉林蟾蜍砂型3D打印市場價格
涉及到打印材料的外觀模擬、測量以及合成優(yōu)化等技術(shù)；(2)面向醫(yī)療、教育、娛樂和時尚等需求的模型定制問題以及面向光影與聲音效果的逆向設(shè)計問題；(3)通過子塊設(shè)計與打印以及通過鉸鏈，滑輪，齒輪，電機(jī)等機(jī)械裝置組裝而成的具有特定功能的物體，其中有許多機(jī)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化問題。筆者對于近年來機(jī)械結(jié)構(gòu)的動態(tài)物體設(shè)計方面的工作做了一個綜述，發(fā)表在2017年的《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報》上（PDF下載）。近年來，面向制造的幾何設(shè)計與優(yōu)化方面的研究工作得到了廣泛的關(guān)注，并逐漸成為研究的熱點。筆者于2014年對于之前有關(guān)3D打印幾何處理的研究工作進(jìn)行了一個綜述，發(fā)表在2015年的《計算機(jī)學(xué)報》上（PDF下載），并且在計算機(jī)圖形學(xué)的國際前列會議SiggraphAsia2014上組織了一個3D打印幾何設(shè)計與處理的教程Course（鏈接）。之后在Siggraph和SiggraphAsia會議上出現(xiàn)了更多的有關(guān)教程。在2016年夏天，筆者應(yīng)計算機(jī)學(xué)會計算機(jī)輔助設(shè)計與圖形學(xué)專委會的委托，與國內(nèi)的一些學(xué)者又完成了一份更為詳細(xì)的“3D打印中幾何處理的研究進(jìn)展與趨勢”的發(fā)展報告（PDF下載），對相關(guān)工作進(jìn)行一個的整理和分類，使得讀者能夠更好地了解3D打印幾何處理方面的進(jìn)展和發(fā)展方向。云南吉祥物砂型3D打印廠家報價通過帶有微細(xì)噴嘴的擠出機(jī)把材料擠出來，熔融的絲材被擠出后隨即會和前一層材料粘合在一起。
3D打印技術(shù)近年來發(fā)展很快，可以預(yù)見，3D打印在智能制造、中國制造2025與工業(yè)、云制造等領(lǐng)域會發(fā)揮著非常重要的作用。未來在各個行業(yè)都有著廣闊的應(yīng)用，網(wǎng)上的報道很多，在此不詳述。從科研的角度來看，3D打印中的幾何設(shè)計與優(yōu)化仍有許多新的問題和新的方向值得去探索。筆者這里列舉幾個我們正在思考和從事研究的問題和方向，以供大家探討交流。：現(xiàn)在的基于點和三角網(wǎng)格的表達(dá)，或者基于NURBS曲面表達(dá)的3D形狀是適合于數(shù)控加工（減材制造）的；我們認(rèn)為，隱式曲面在增材制造方面具有系列良好的優(yōu)點，切片計算快，幾何計算簡單等。我們正在研究基于隱式曲面的幾何表達(dá)用于3D打印的廣泛應(yīng)用。2.組合材料：材料的不同組合能得到不同物理特性的物體，組合優(yōu)化也是是幾何的空間分布優(yōu)化；不同的組合材料、功能材料、梯度材料的設(shè)計與優(yōu)化，使用多重材料混合打印是個值得探索的方向。3.動態(tài)機(jī)構(gòu)設(shè)計：3D打印的機(jī)構(gòu)設(shè)計研究仍處在初級階段，3D打印機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)與其它制造方式相比顯得較為簡單，人們對于機(jī)器人的憧憬，對于3D打印機(jī)構(gòu)設(shè)計這個研究方向而言既是一個機(jī)會也是一個挑戰(zhàn)。如何更簡單、高效地設(shè)計動態(tài)3D打印模型甚至3D打印機(jī)器人可能成為未來這方面研究的重點。
研究者們在多材料打印上已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，但除非這些進(jìn)展達(dá)到成熟并有效，否則材料依然會是3D打印的一大障礙。機(jī)器的限制3D打印技術(shù)在重建物體的幾何形狀和機(jī)能上已經(jīng)獲得了一定的水平，幾乎任何靜態(tài)的形狀都可以被打印出來，但是那些運(yùn)動的物體和它們的清晰度就難以實現(xiàn)了。這個困難對于制造商來說也許是可以解決的，但是3D打印技術(shù)想要進(jìn)入普通家庭，每個人都能隨意打印想要的東西，那么機(jī)器的限制就必須得到解決才行。知識產(chǎn)權(quán)的憂慮在過去的幾十年里，音樂、電影和電視產(chǎn)業(yè)中對知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)注變得越來越多。3D打印技術(shù)也會涉及到這一問題，因為現(xiàn)實中的很多東西都會得到更加的傳播。人們可以隨意復(fù)制任何東西，并且數(shù)量不限。如何制定3D打印的法律法規(guī)用來保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)，也是我們面臨的問題之一，否則就會出現(xiàn)泛濫的現(xiàn)象。道德的挑戰(zhàn)3D打印械[13]道德是底線。什么樣的東西會違反道德規(guī)律是很難界定的，如果有人打印出生物和組織，在不久的將來會遇到極大的道德挑戰(zhàn)。花費(fèi)的承擔(dān)3D打印技術(shù)需要承擔(dān)的花費(fèi)是高昂的。臺3D打印機(jī)的售價為1萬5。如果想要普及到大眾，降價是必須的，但又會與成本形成。每一種新技術(shù)誕生初期都會面臨著這些類似的障礙。在生物應(yīng)用領(lǐng)域還有人造骨粉、細(xì)胞生物原料等。
現(xiàn)有的3D打印設(shè)備有很多種，設(shè)備是與材料配合來設(shè)計的。這里只是簡單羅列一下常見的一些3D打印設(shè)備（主要來自于Medtec），更更詳細(xì)的資料可從網(wǎng)上獲取。1.分層實體成型工藝（LOM）：這是歷史為悠久的3D打印成型技術(shù)。LOM技術(shù)成型多使用紙材、PVC薄膜等材料，價格低廉且成型精度高。激光切割器將沿著工件截面輪廓線對薄膜進(jìn)行切割，可升降的工作臺能支撐成型的工件，并在每層成型之后降低一個材料厚度以便送進(jìn)將要進(jìn)行粘合和切割的新一層材料，后熱粘壓部件將會一層一層地把成型區(qū)域的薄膜粘合在一起。2.立體光固化成型工藝（SLA）：以光敏樹脂作為材料，在系統(tǒng)控制下紫外激光將對液態(tài)的光敏樹脂進(jìn)行掃描從而讓其逐層凝固成型。液槽中會先盛滿液態(tài)的光敏樹脂，氦—鎘激光器或氬離子激光器發(fā)射出的紫外激光束在計算機(jī)的操縱下按工件的分層截面數(shù)據(jù)在液態(tài)的光敏樹脂表面進(jìn)行逐行逐點掃描，這使掃描區(qū)域的樹脂薄層產(chǎn)生聚合反應(yīng)而固化從形成工件的一個薄層。3.選擇性激光燒結(jié)工藝（SLS）：SLS工藝使用的是粉末狀材料，激光器在計算機(jī)的操控下對粉末進(jìn)行掃描照射而實現(xiàn)材料的燒結(jié)粘合，就這樣材料層層堆積實現(xiàn)成型。先采用壓輥將一層粉末平鋪到已成型工件的上表面。計算機(jī)圖形學(xué)是3D打印中的不可或缺的一個重要研究領(lǐng)域。江蘇花盆砂型3D打印私人定做
在每層成型之后降低一個材料厚度以便送進(jìn)將要進(jìn)行粘合和切割的新一層材料。吉林蟾蜍砂型3D打印市場價格
它會在心臟內(nèi)部制造“大量的洞”。在過去，這種類型的手術(shù)需要停掉心臟，將其打開并進(jìn)行觀察，然后在很短的時間內(nèi)來決定接下來應(yīng)該做什么。[30]但有了3D打印技術(shù)之后，巴查醫(yī)生就可以在手術(shù)之前制作出心臟的模型，從而使他的團(tuán)隊可以對其進(jìn)行檢查，然后決定在手術(shù)當(dāng)中到底應(yīng)該做什么。這名嬰兒原本需要進(jìn)行3-4次手術(shù)，而現(xiàn)在一次就夠了，這名原本被認(rèn)為壽命有限的嬰兒可以過上正常的生活。[30]巴查醫(yī)生說，他使用了嬰兒的MRI數(shù)據(jù)和3D打印技術(shù)制作了這個心臟模型。整個制作過程共花費(fèi)了數(shù)千美元，不過他預(yù)計制作價格會在未來降低。[30]3D打印技術(shù)能夠讓醫(yī)生提前練習(xí)，從而減少病人在手術(shù)臺上的時間。3D模型有助于減少手術(shù)步驟，使手術(shù)變得更為安全。[31]2015年1月，在邁阿密兒童醫(yī)院，有一位患有“完全型肺靜脈畸形引流(TAPVC)”的4歲女孩AdanelieGonzalez，由于疾病她的呼吸困難免疫系統(tǒng)薄弱，如果不實施矯正手術(shù)能存活數(shù)周甚至數(shù)日。心血管外科醫(yī)生借助3D心臟模型的幫助，通過對小女孩心臟的完全復(fù)制3D模型，成功地制定出了一個復(fù)雜的矯正手術(shù)方案。終根據(jù)方案，成功地為小女孩實施了長久手術(shù)，現(xiàn)在小女孩的血液恢復(fù)正常流動，身體在中逐漸恢復(fù)正常。吉林蟾蜍砂型3D打印市場價格
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