AlSi10Mg鋁合金3D打印組織與性能研究

AlSi10Mg鋁合金3D打印組織與性能研究1.本文概述本文聚焦于采用增材制造（AdditiveManufacturing,AM）技術(shù)，特別是選擇性激光熔融（SelectiveLaserMelting,SLM）工藝，來制備AlSi10Mg鋁合金零部件的研究工作。AlSi10Mg作為一種廣泛應用的鑄造鋁合金，因其良好的鑄造性能、適度的強度以及優(yōu)良的耐熱性和抗腐蝕性而在工業(yè)領(lǐng)域備受青睞。在3D打印過程中，該合金的微觀結(jié)構(gòu)和力學性能會受到多種工藝參數(shù)顯著影響，如激光功率、掃描速度、層厚、掃描策略等。本文旨在系統(tǒng)探討通過3D打印技術(shù)制備的AlSi10Mg鋁合金的微觀組織特征及其演變規(guī)律，并深入研究這些工藝參數(shù)如何調(diào)控最終產(chǎn)品的晶粒尺寸、枝晶形態(tài)、第二相分布以及殘余應力狀態(tài)。通過對不同打印條件下樣品的組織觀察、力學測試及其它表征手段，我們將揭示3D打印AlSi10Mg鋁合金的內(nèi)在冶金機制，并評估其機械性能，包括硬度、拉伸強度、韌性以及疲勞性能等關(guān)鍵技術(shù)指標。進一步地，本文還將討論優(yōu)化3D打印工藝參數(shù)以改善AlSi10Mg鋁合金零部件的綜合性能，從而推動其在航空航天、汽車制造、精密儀器等領(lǐng)域內(nèi)的實際工程應用。2.材料與方法本研究采用的是商業(yè)化的AlSi10Mg鋁合金粉末，其化學成分按照國標GBT31902016的規(guī)定，主要包括鋁（Al）、硅（Si）、鎂（Mg）以及其他微量元素，供應商為鞏義市亞鋁材料有限公司，并提供了相應的材料安全數(shù)據(jù)表（MSDS編號：alsi10mg001）。粉末粒徑分布均勻，滿足3D打印技術(shù)對粉末質(zhì)量的要求，平均粒徑為45m，純度超過5。實驗樣品通過選擇性激光熔融（SLM）技術(shù)進行3D打印，使用設備為德國EOS公司的M290型金屬3D打印機。設定的打印參數(shù)包括激光功率為200W，掃描速度為600mms，層厚為30m，掃描間距為70，并采用了交錯掃描策略以改善內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻性和減少應力集中。打印前，粉末在氮氣保護環(huán)境下預熱至一定的溫度（例如200），確保打印過程中的穩(wěn)定性。打印完成后，樣品在惰性氣體氣氛下冷卻至室溫，并進行了去應力退火處理，退火溫度設置為520，保溫時間為2小時，隨后自然冷卻。為了去除基板附著部分和多余的粉末，樣品經(jīng)過機械研磨和化學腐蝕處理。通過光學顯微鏡（OM）、掃描電子顯微鏡（SEM）以及能譜分析（EDS）對打印樣品的微觀組織結(jié)構(gòu)進行觀察和成分分析使用射線衍射儀（RD）評價其結(jié)晶狀態(tài)力學性能測試包括拉伸試驗、硬度測試以及疲勞試驗，所有力學性能測試均按照相關(guān)國家標準進行，在指定的實驗室條件下完成。3.10鋁合金3打印過程中的組織演變分析通過采用激光選區(qū)熔化（SelectiveLaserMelting,SLM）技術(shù)對AlSi10Mg鋁合金進行3D打印，可以觀察到其在逐層堆積過程中顯著的組織演變特征。初始階段，鋁合金粉末在高能激光束的作用下迅速熔化，并快速凝固形成初生的微觀組織結(jié)構(gòu)。由于SLM工藝的快速加熱和冷卻速率，導致生成的晶粒尺寸通常較小且呈不規(guī)則形態(tài)，這有利于提高材料的力學性能，特別是硬度和屈服強度。在打印過程中，每層熔池之間的搭接以及熔池內(nèi)部的冷卻路徑對最終組織形態(tài)有直接影響。隨著激光掃描路徑的推進，熔池前端與已凝固的前一層材料相互作用，形成了復雜的熔合界面和熱影響區(qū)。由于AlSi10Mg合金中硅元素的存在，會在凝固時析出共晶硅相，這些第二相分布于Al基體中，進一步影響材料的微觀結(jié)構(gòu)與性能。在垂直于構(gòu)建方向（Z向）上，由于溫度梯度較大，通常會觀察到柱狀晶或者胞狀晶的生長模式，而在水平方向（Y平面），則呈現(xiàn)出更均勻的細小晶粒結(jié)構(gòu)。隨著打印層數(shù)的增加，層與層之間的交互作用導致了多方向應力的積累，可能誘發(fā)殘余應力和變形，同時也會促進微裂紋的形成與發(fā)展。通過對不同打印策略下AlSi10Mg鋁合金的微觀組織進行細致觀察與分析，可以揭示3D打印過程中合金的動態(tài)再結(jié)晶行為、相變規(guī)律以及第二相粒子的析出與分布情況。這些組織特性不僅決定了材料的基本性能，而且對于優(yōu)化3D打印工藝參數(shù)、提升打印零部件的質(zhì)量與可靠性具有重要意義。通過調(diào)控工藝條件，如激光功率、掃描速度、hatch間距等，可以有效控制AlSi10Mg鋁合金在3D打印過程中的組織演變，從而實現(xiàn)對最終制品性能的定制化設計與控制。4.10鋁合金3打印件的力學性能研究展示力學性能測試的主要結(jié)果，包括應力應變曲線、屈服強度、抗拉強度等。分析3D打印工藝參數(shù)對AlSi10Mg鋁合金力學性能的影響。我將根據(jù)這個大綱生成詳細內(nèi)容。由于字數(shù)限制，我將會分多次提供內(nèi)容，每次約400字。讓我們開始第一部分：在材料科學與工程領(lǐng)域，力學性能是評估材料適用性的關(guān)鍵指標。尤其是在增材制造（3D打?。┘夹g(shù)中，材料的力學性能直接關(guān)系到最終產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。AlSi10Mg合金，作為一種廣泛應用于3D打印的鋁合金，因其輕質(zhì)、高強度和良好的耐腐蝕性而受到重視。本節(jié)旨在研究AlSi10Mg合金在3D打印過程中的力學性能表現(xiàn)，以期為相關(guān)領(lǐng)域提供重要的實驗數(shù)據(jù)和理論支持。本研究中，AlSi10Mg合金的3D打印件通過選擇性激光熔化（SLM）技術(shù)制備。打印件的制備遵循嚴格的質(zhì)量控制標準，確保實驗的準確性和可重復性。力學性能測試包括標準拉伸測試和硬度測試。拉伸測試用于評估材料的屈服強度、抗拉強度和伸長率，而硬度測試則用于了解材料的局部抗變形能力。實驗結(jié)果顯示，AlSi10Mg合金3D打印件展現(xiàn)出良好的力學性能。拉伸測試表明，打印件具有顯著的屈服強度和抗拉強度，同時保持了適度的伸長率。硬度測試進一步證實了材料的硬度分布均勻。這些結(jié)果揭示了AlSi10Mg合金在3D打印領(lǐng)域的潛力，尤其是在制造高強度、輕量化的復雜結(jié)構(gòu)部件方面。力學性能的這些表現(xiàn)與3D打印工藝參數(shù)密切相關(guān)。打印方向、層厚和冷卻速率等因素對材料的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性能產(chǎn)生了顯著影響。例如，打印方向的不同可能導致力學性能的各向異性，而層厚的改變則影響材料的致密性和缺陷分布。冷卻速率的快慢直接影響晶粒的生長和相變，從而影響材料的力學性能。AlSi10Mg鋁合金在3D打印領(lǐng)域表現(xiàn)出優(yōu)異的力學性能，使其成為多種應用的理想選擇。本研究的結(jié)果不僅為理解3D打印AlSi10Mg合金的力學行為提供了實驗依據(jù)，也為優(yōu)化打印參數(shù)和提高打印件性能提供了理論指導。未來的研究應進一步探索不同工藝參數(shù)對性能的影響，并開發(fā)新的打印策略以提高材料的整體性能。5.3打印工藝參數(shù)對10鋁合金組織和性能的影響在“3D打印工藝參數(shù)對AlSi10Mg鋁合金組織和性能的影響”這一章節(jié)中，我們深入探討了3D打印過程中各項工藝參數(shù)如何顯著影響AlSi10Mg鋁合金的微觀組織結(jié)構(gòu)及其相應的力學性能。AlSi10Mg作為一種廣泛應用的增材制造鋁合金材料，其在激光選區(qū)熔融（SLM）和電子束熔融（EBM）等3D打印技術(shù)中的表現(xiàn)尤為引人關(guān)注。研究表明，3D打印工藝的關(guān)鍵參數(shù)，如激光電子束功率、掃描速度、層厚、hatch間距（掃描線間距）以及預熱溫度等因素均對AlSi10Mg鋁合金的致密化程度、晶粒尺寸、微觀組織均勻性以及合金元素的分布狀態(tài)有直接影響。例如，提高激光功率能夠增強能量輸入，促使材料更充分地熔融和凝固，從而有助于改善打印件的致密度，但過高的功率可能導致熔池過深，引起熱影響區(qū)過大，進而增加晶粒長大和熱裂紋的風險。掃描速度與功率之間的平衡關(guān)系至關(guān)重要，快速掃描可能導致熔池不足以完全融合，形成欠燒區(qū)域，而過慢則可能造成過熱和材料過度流動。合適的層厚和hatch間距可以保證逐層堆積時的良好界面結(jié)合，并有效控制熱循環(huán)效應，避免因熱應力導致的內(nèi)部裂紋和變形。預處理和后處理步驟，如預熱和熱處理工藝，也對AlSi10Mg鋁合金的最終性能有決定性作用。適當?shù)臒崽幚砜梢哉T發(fā)時效強化過程，細化晶粒，優(yōu)化第二相分布，進一步提高材料的力學性能，尤其是抗拉強度、屈服強度和延展性。通過對3D打印工藝參數(shù)的精確調(diào)控和優(yōu)化，不僅可以有效克服鋁合金3D打印過程中易出現(xiàn)的缺陷，還可以實現(xiàn)對AlSi10Mg鋁合金微觀組織的精細調(diào)控，從而達到改善和定制其機械性能的目的，使之更加符合航空航天、汽車制造以及其他高性能結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域的嚴格要求。隨著研究的不斷深入和技術(shù)的進步，通過精細化的工藝參數(shù)設計，有望開發(fā)出更多具有優(yōu)異綜合性能的AlSi10Mg鋁合金3D打印產(chǎn)品。6.結(jié)論本研究對AlSi10Mg鋁合金在3D打印過程中的微觀組織和性能進行了系統(tǒng)分析。通過采用金相顯微鏡、掃描電鏡(SEM)、射線衍射(RD)以及拉伸測試等手段，我們揭示了3D打印AlSi10Mg合金的微觀結(jié)構(gòu)特征及其對力學性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，3D打印AlSi10Mg合金的微觀組織主要由細小的等軸晶粒構(gòu)成，晶粒尺寸受打印參數(shù)影響顯著。隨著打印速度的增加，晶粒尺寸減小，這主要是由于冷卻速率的提高導致的。打印過程中的熱循環(huán)使得晶粒內(nèi)部形成了亞結(jié)構(gòu)，這些亞結(jié)構(gòu)對合金的力學性能產(chǎn)生了顯著影響。力學性能測試表明，3D打印的AlSi10Mg合金具有較高的強度和良好的塑性。尤其是在較低的打印速度下，合金展現(xiàn)出了更好的綜合力學性能。這主要歸因于細小的晶粒尺寸和均勻分布的硅相。硅相作為硬質(zhì)相，有效地阻礙了位錯的運動，從而提高了合金的強度。本研究的結(jié)果不僅為優(yōu)化AlSi10Mg合金的3D打印工藝提供了理論依據(jù)，而且對于理解和改善其他鋁合金的3D打印性能具有重要的參考價值。未來的研究可以進一步探索打印參數(shù)與微觀結(jié)構(gòu)之間的定量關(guān)系，以及通過后處理工藝進一步優(yōu)化3D打印鋁合金的性能。這個結(jié)論段落總結(jié)了研究的關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)，并指出了研究的意義和未來研究的方向。如有需要，可以根據(jù)實際研究內(nèi)容和數(shù)據(jù)進行調(diào)整和補充。參考資料：3D打?。?DP）即快速成型技術(shù)的一種，又稱增材制造，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機來實現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設計等領(lǐng)域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。該技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設計、建筑、工程和施工（AEC）、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應用。2019年1月14日，美國加州大學圣迭戈分校首次利用快速3D打印技術(shù)，制造出模仿中樞神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的脊髓支架，成功幫助大鼠恢復了運動功能。2020年5月5日，中國首飛成功的長征五號B運載火箭上，搭載著“3D打印機”。這是中國首次太空3D打印實驗，也是國際上第一次在太空中開展連續(xù)纖維增強復合材料的3D打印實驗。3D打印在醫(yī)學界應用，根據(jù)患者需求進行個性化護理的優(yōu)秀工具，可同時簡化醫(yī)生、護士、藥劑師等專業(yè)人員的操作。3D打印技術(shù)出現(xiàn)在20世紀90年代中期，實際上是利用光固化和紙層疊等技術(shù)的最新快速成型裝置。它與普通打印工作原理基本相同，打印機內(nèi)裝有液體或粉末等“打印材料”，與電腦連接后，通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計算機上的藍圖變成實物。這打印技術(shù)稱為3D立體打印技術(shù)。1986年，美國科學家CharlesHull開發(fā)了第一臺商業(yè)3D印刷機。1995年，美國ZCorp公司從麻省理工學院獲得唯一授權(quán)并開始開發(fā)3D打印機。2005年，市場上首個高清晰彩色3D打印機SpectrumZ510由ZCorp公司研制成功。2010年11月，美國JimKor團隊打造出世界上第一輛由3D打印機打印而成的汽車Urbee問世。2011年7月，英國研究人員開發(fā)出世界上第一臺3D巧克力打印機。2011年8月，南安普敦大學的工程師們開發(fā)出世界上第一架3D打印的飛機。2012年11月，蘇格蘭科學家利用人體細胞首次用3D打印機打印出人造肝臟組織。2013年10月，全球首次成功拍賣一款名為“ONO之神”的3D打印藝術(shù)品。2013年11月，美國德克薩斯州奧斯汀的3D打印公司“固體概念”(SolidConcepts)設計制造出3D打印金屬手槍。2018年8月1日起，3D打印槍支將在美國合法，3D打印手槍的設計圖也將可以在互聯(lián)網(wǎng)上自由下載。2018年12月10日，俄羅斯宇航員利用國際空間站上的3D生物打印機，設法在零重力下打印出了實驗鼠的甲狀腺。2019年1月14日，美國加州大學圣迭戈分校在《自然·醫(yī)學》雜志發(fā)表論文，首次利用快速3D打印技術(shù)，制造出模仿中樞神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的脊髓支架，在裝載神經(jīng)干細胞后被植入脊髓嚴重受損的大鼠脊柱內(nèi)，成功幫助大鼠恢復了運動功能。該支架模仿中樞神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計，呈圓形，厚度僅有兩毫米，支架中間為H型結(jié)構(gòu)，周圍則是數(shù)十個直徑200微米左右的微小通道，用于引導植入的神經(jīng)干細胞和軸突沿著脊髓損傷部位生長。2019年4月15日，以色列特拉維夫大學研究人員以病人自身的組織為原材料，3D打印出全球首顆擁有細胞、血管、心室和心房的“完整”心臟，這在全球尚屬首例（3D打印心臟）。2022年3月，加拿大英屬哥倫比亞大學（UBC）的科學家利用3D技術(shù)打印出人類睪丸細胞，并發(fā)現(xiàn)其有希望產(chǎn)生精子的早期跡象，世界上尚屬首次。2022年4月，一項新3D打印系統(tǒng)發(fā)表在《自然》雜志上，這項新3D打印系統(tǒng)是由美國研究人員開發(fā)的一種在固定體積的樹脂內(nèi)打印3D物體的方法。打印物體完全由厚樹脂支撐，就像一個動作人偶漂浮在一塊果凍的中心，可從任何角度進行添加?？筛p松地打印日益復雜的設計作品，同時節(jié)省時間和材料。2022年6月，據(jù)外媒報道，一名來自墨西哥的20歲女性成為世界第一個通過3D打印技術(shù)成功進行耳朵移植的人。2022年11月，央視軍事報道“3D打印技術(shù)在飛機上的應用我們已達到規(guī)?；⒐こ袒幱谑澜珙I(lǐng)先位置”。2022年，哈爾濱工業(yè)大學重慶研究院項目負責人、博士生導師楊治華帶領(lǐng)團隊圍繞“先進陶瓷及其智能制造技術(shù)”取得重大突破，掌握了結(jié)構(gòu)功能一體化陶瓷及其器件制備核心技術(shù)，特別是攻克了陶瓷3D打印“定制化”關(guān)鍵技術(shù)，能夠針對不同器件和需求進行規(guī)?；庸どa(chǎn)。2023年，俄羅斯門捷列夫化工大學開發(fā)出一種新的生物聚合物多相3D打印技術(shù)。2023年5月，以色列的一個食品科技公司成功地用3D打印技術(shù)制造出了世界首塊人造魚肉，而且口感和真魚無異。2023年6月消息，包括澳大利亞皇家墨爾本理工大學、悉尼大學在內(nèi)的國際研究團隊將合金和3D打印工藝結(jié)合在一起，創(chuàng)造出了一種新的鈦合金，這種合金在拉伸下堅固而不脆。日常生活中使用的普通打印機可以打印電腦設計的平面物品，而所謂的3D打印機與普通打印機工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印機的打印材料是墨水和紙張，而3D打印機內(nèi)裝有金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是實實在在的原材料，打印機與電腦連接后，通過電腦控制可以把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計算機上的藍圖變成實物。通俗地說，3D打印機是可以“打印”出真實的3D物體的一種設備，比如打印一個機器人、打印玩具車，打印各種模型，甚至是食物等等。之所以通俗地稱其為“打印機”是參照了普通打印機的技術(shù)原理，因為分層加工的過程與噴墨打印十分相似。這項打印技術(shù)稱為3D立體打印技術(shù)。3D打印存在著許多不同的技術(shù)。它們的不同之處在于以可用的材料的方式，并以不同層構(gòu)建創(chuàng)建部件。3D打印常用材料有尼龍玻纖、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材料、鈦合金、不銹鋼、鍍銀、鍍金、橡膠類材料。三維打印的設計過程是：先通過計算機建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區(qū)”成逐層的截面，即切片，從而指導打印機逐層打印。設計軟件和打印機之間協(xié)作的標準文件格式是STL文件格式。一個STL文件使用三角面來近似模擬物體的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY是一種通過掃描產(chǎn)生的三維文件的掃描器，其生成的VRML或者WRL文件經(jīng)常被用作全彩打印的輸入文件。打印機通過讀取文件中的橫截面信息，用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來，再將各層截面以各種方式粘合起來從而制造出一個實體。這種技術(shù)的特點在于其幾乎可以造出任何形狀的物品。打印機打出的截面的厚度（即Z方向）以及平面方向即-Y方向的分辨率是以dpi（像素/英寸）或者微米來計算的。一般的厚度為100微米，即1毫米，也有部分打印機如ObjetConnex系列還有三維Systems'ProJet系列可以打印出16微米薄的一層。而平面方向則可以打印出跟激光打印機相近的分辨率。打印出來的“墨水滴”的直徑通常為50到100個微米。用傳統(tǒng)方法制造出一個模型通常需要數(shù)小時到數(shù)天，根據(jù)模型的尺寸以及復雜程度而定。而用三維打印的技術(shù)則可以將時間縮短為數(shù)個小時，當然其是由打印機的性能以及模型的尺寸和復雜程度而定的。傳統(tǒng)的制造技術(shù)如注塑法可以以較低的成本大量制造聚合物產(chǎn)品，而三維打印技術(shù)則可以以更快，更有彈性以及更低成本的辦法生產(chǎn)數(shù)量相對較少的產(chǎn)品。一個桌面尺寸的三維打印機就可以滿足設計者或概念開發(fā)小組制造模型的需要。三維打印機的分辨率對大多數(shù)應用來說已經(jīng)足夠（在彎曲的表面可能會比較粗糙，像圖像上的鋸齒一樣），要獲得更高分辨率的物品可以通過如下方法：先用當前的三維打印機打出稍大一點的物體，再稍微經(jīng)過表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品。有些技術(shù)可以同時使用多種材料進行打印。有些技術(shù)在打印的過程中還會用到支撐物，比如在打印出一些有倒掛狀的物體時就需要用到一些易于除去的東西（如可溶物）作為支撐物。雖然高端工業(yè)印刷可以實現(xiàn)塑料、某些金屬或者陶瓷打印，但無法實現(xiàn)打印的材料都是比較昂貴和稀缺的。打印機也還沒有達到成熟的水平，無法支持日常生活中所接觸到的各種各樣的材料。研究者們在多材料打印上已經(jīng)取得了一定的進展，但除非這些進展達到成熟并有效，否則材料依然會是3D打印的一大障礙。3D打印技術(shù)在重建物體的幾何形狀和機能上已經(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)想要進入普通家庭，每個人都能隨意打印想要的東西，那么機器的限制就必須得到解決才行。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廣泛的傳播。人們可以隨意復制任何東西，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器官和活體組織，在不久的將來會遇到極大的道德挑戰(zhàn)。3D打印技術(shù)需要承擔的花費是高昂的。第一臺3D打印機的售價為1萬5。如果想要普及到大眾，降價是必須的，但又會與成本形成沖突。每一種新技術(shù)誕生初期都會面臨著這些類似的障礙，但相信找到合理的解決方案3D打印技術(shù)的發(fā)展將會更加迅速，就如同任何渲染軟件一樣，不斷地更新才能達到最終的完善。3D打印技術(shù)是無法應用于大量生產(chǎn)，所以有些專家鼓吹3D打印是第三次工業(yè)革命，這個說法只是個噱頭。富士康為蘋果代工生產(chǎn)iPhone已經(jīng)多年。郭臺銘以3D打印制造的手機為例，說明3D打印的產(chǎn)品只能看不能用，因為這些產(chǎn)品上不能加上電子元器件，無法為電子產(chǎn)品量產(chǎn)。3D打印即使不生產(chǎn)電子產(chǎn)品，但受材料的限制，可以生產(chǎn)的其他產(chǎn)品也很少，“即使生產(chǎn)出來的產(chǎn)品，也無法量產(chǎn)，而且一摔就碎?！?D打印的確更適合一些小規(guī)模制造，尤其是高端的定制化產(chǎn)品，比如汽車零部件制造。雖然主要材料還是塑料，但未來金屬材料肯定會被運用到3D打印中來，”克倫普說，3D打印技術(shù)先后進入了牙醫(yī)、珠寶、醫(yī)療行業(yè)，未來可應用的范圍會越來越廣。2014年11月末，3D打印技術(shù)被《時代》周刊為2014年25項年度最佳發(fā)明。對消費者和企業(yè)而言，這是個福音。僅在過去一年中，中學生們3D打印了用于物理課實驗的火車車廂，科學家們3D打印了人類器官組織，通用電氣公司則使用3D打印技術(shù)改進了其噴氣引擎的效率。美國三維系統(tǒng)公司的3D打印機能打印糖果和樂器等，該公司首席執(zhí)行官阿維·賴興塔爾說:“這的確是一種巧奪天工的技術(shù)?！?018年12月3日，這臺名為Organaut的突破性3D打印裝置，執(zhí)行“58號遠征”（Expedition58）任務的“聯(lián)盟MS-11”飛船送往國際空間站。打印機由Invitro的子公司“3D生物打印解決方案”（3DBioprintingSolutions）公司建造。Invitro隨后收到了從國際空間站傳回的一組照片，通過這些照片可以看到老鼠甲狀腺是如何被打印出來的。美國計劃于2019年春季將生物打印機送上國際空間站。2020年5月5日，中國首飛成功的長征五號B運載火箭上，搭載著新一代載人飛船試驗船，船上還搭載了一臺“3D打印機”。這是中國首次太空3D打印實驗，也是國際上第一次在太空中開展連續(xù)纖維增強復合材料的3D打印實驗。2014年7月1日，美國海軍試驗了利用3D打印等先進制造技術(shù)快速制造艦艇零件，希望借此提升執(zhí)行任務速度并降低成本。2014年6月24日至6月26日，美海軍在作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)活動中舉辦了第一屆制匯節(jié)，開展了一系列“打印艦艇”研討會，并在此期間向水手及其他相關(guān)人員介紹了3D打印及增材制造技術(shù)。美國海軍致力于未來在這方面培訓水手。采用3D打印及其他先進制造方法，能夠顯著提升執(zhí)行任務速度及預備狀態(tài)，降低成本，避免從世界各地采購艦船配件。美國海軍作戰(zhàn)艦隊后勤科副科長PhilCullom表示，考慮到成本及海軍后勤及供應鏈現(xiàn)存的漏洞，以及面臨的資源約束，先進制造與3D打印的應用越來越廣，他們設想了一個由技術(shù)嫻熟的水手支持的先進制造商的全球網(wǎng)絡，找出問題并制造產(chǎn)品。2014年9月底，NASA預計將完成首臺成像望遠鏡，所有元件基本全部通過3D打印技術(shù)制造。NASA也因此成為首家嘗試使用3D打印技術(shù)制造整臺儀器的單位。這款太空望遠鏡功能齊全，其8毫米的攝像頭使其能夠放進立方體衛(wèi)星（CubeSat，一款微型衛(wèi)星）當中。據(jù)了解，這款太空望遠鏡的外管、外擋板及光學鏡架全部作為單獨的結(jié)構(gòu)直接打印而成，只有鏡面和鏡頭尚未實現(xiàn)。該儀器將于2015年開展震動和熱真空測試。這款長8毫米的望遠鏡將全部由鋁和鈦制成，而且只需通過3D打印技術(shù)制造4個零件即可，相比而言，傳統(tǒng)制造方法所需的零件數(shù)是3D打印的5-10倍。在3D打印的望遠鏡中，可將用來減少望遠鏡中雜散光的儀器擋板做成帶有角度的樣式，這是傳統(tǒng)制作方法在一個零件中所無法實現(xiàn)的。2014年8月31日，美國宇航局的工程師們剛剛完成了3D打印火箭噴射器的測試，本項研究在于提高火箭發(fā)動機某個組件的性能，由于噴射器內(nèi)液態(tài)氧和氣態(tài)氫一起混合反應，這里的燃燒溫度可達到6000華氏度，大約為3315攝氏度，可產(chǎn)生2萬磅的推力，約為9噸左右，驗證了3D打印技術(shù)在火箭發(fā)動機制造上的可行性。本項測試工作位于阿拉巴馬亨茨維爾的美國宇航局馬歇爾太空飛行中心，這里擁有較為完善的火箭發(fā)動機測試條件，工程師可驗證3D打印部件在點火環(huán)境中的性能。制造火箭發(fā)動機的噴射器需要精度較高的加工技術(shù)，如果使用3D打印技術(shù)，就可以降低制造上的復雜程度，在計算機中建立噴射器的三維圖像，打印的材料為金屬粉末和激光，在較高的溫度下，金屬粉末可被重新塑造成我們需要的樣子?；鸺l(fā)動機中的噴射器內(nèi)有數(shù)十個噴射元件，要建造大小相似的元件需要一定的加工精度，該技術(shù)測試成功后將用于制造RS-25發(fā)動機，其作為美國宇航局未來太空發(fā)射系統(tǒng)的主要動力，該火箭可運載宇航員超越近地軌道，進入更遙遠的深空。馬歇爾中心的工程部主任克里斯認為3D打印技術(shù)在火箭發(fā)動機噴油器上應用只是第一步，我們的目的在于測試3D打印部件如何能徹底改變火箭的設計與制造，并提高系統(tǒng)的性能，更重要的是可以節(jié)省時間和成本，不太容易出現(xiàn)故障。本次測試中，兩具火箭噴射器進行了點火，每次5秒，設計人員創(chuàng)建的復雜幾何流體模型允許氧氣和氫氣充分混合，壓力為每平方英寸1400磅。2014年10月11日，英國一個發(fā)燒友團隊用3D打印技術(shù)制出了一枚火箭，他們還準備讓這個世界上第一個打印出來的火箭升空。該團隊于當?shù)貢r間在倫敦的辦公室向媒體介紹這個世界第一架用3D打印技術(shù)制造出的火箭。團隊隊長海恩斯說，有了3D打印技術(shù)，要制造出高度復雜的形狀并不困難。就算要修改設計原型，只要在計算機輔助設計的軟件上做出修改，打印機將會做出相對的調(diào)整。這比之前的傳統(tǒng)制造方式方便許多。既然美國宇航局已經(jīng)在使用3D打印技術(shù)制造火箭的零件，3D打印技術(shù)的前景是十分光明的。據(jù)介紹，這個名為“低軌道氦輔助導航”的工程項目由一家德國數(shù)據(jù)分析公司贊助。打印出的這枚火箭重3公斤，高度相當于一般成年人身高，是該團隊用4年時間、花了6000英鎊制造出來的。等一筆5萬英鎊的資助確定之后，他們將于今年底在新墨西哥州的美國航天港發(fā)射該火箭。一個裝滿氦的巨型氣球?qū)鸦鸺嵘?0000米高空，裝置在火箭里的全球定位系統(tǒng)將啟動火箭引擎，火箭噴射速度將達到每小時1610公里。之后，火箭上的自動駕駛系統(tǒng)將引導火箭回返地球，而里頭的攝像機將把整個過程拍攝下來。美國國家航空航天局（NASA）官網(wǎng)2015年4月21日報道，NASA工程人員正通過利用增材制造技術(shù)制造首個全尺寸銅合金火箭發(fā)動機零件以節(jié)約成本，NASA空間技術(shù)任務部負責人表示，這是航空航天領(lǐng)域3D打印技術(shù)應用的新里程碑。2015年6月22日報道，國營企業(yè)俄羅斯技術(shù)集團公司以3D打印技術(shù)制造出一架無人機樣機，重8公斤，翼展4米，飛行時速可達90至100公里，續(xù)航能力1至5小時。公司發(fā)言人弗拉基米爾·庫塔霍夫介紹，公司用兩個半月實現(xiàn)了從概念到原型機的飛躍，實際生產(chǎn)耗時僅為31小時，制造成本不到20萬盧布（約合3700美元）。2016年4月19日，中科院重慶綠色智能技術(shù)研究院3D打印技術(shù)研究中心對外宣布，經(jīng)過該院和中科院空間應用中心兩年多的努力，并在法國波爾多完成拋物線失重飛行試驗，國內(nèi)首臺空間在軌3D打印機宣告研制成功。這臺3D打印機可打印最大零部件尺寸達200×130mm，它可以幫助宇航員在失重環(huán)境下自制所需的零件，大幅提高空間站實驗的靈活性，減少空間站備品備件的種類與數(shù)量和運營成本，降低空間站對地面補給的依賴性。2023年3月22日，美國相對航天公司在佛羅里達州卡納維拉爾角發(fā)射一枚“3D打印火箭”，但火箭未能進入預定軌道。這枚火箭高約5米，包括發(fā)動機在內(nèi)，火箭85%的組件由合金金屬材料3D打印而成，為全球首例。醫(yī)學界的3D打印是根據(jù)患者需求進行個性化護理的優(yōu)秀工具，可同時簡化醫(yī)生、護士、藥劑師等專業(yè)人員的操作。配備3D打印機的未來醫(yī)院將能復制數(shù)萬個醫(yī)療設備的模型，其中包含描述制造過程的技術(shù)文件和產(chǎn)品符合要求的驗證。目前，3D打印在醫(yī)療保健行業(yè)中的一些應用主要是打印設備（輔助設備、注射器、手術(shù)器械）；打印解剖結(jié)構(gòu)以方便術(shù)前培訓；打印定制部件（假肢、牙冠、移植物）以及生物打印。日本筑波大學和大日本印刷公司組成的科研團隊2015年7月8日宣布，已研發(fā)出用3D打印機低價制作可以看清血管等內(nèi)部結(jié)構(gòu)的肝臟立體模型的方法。據(jù)稱，該方法如果投入應用就可以為每位患者制作模型，有助于術(shù)前確認手術(shù)順序以及向患者說明治療方法。這種模型是根據(jù)CT等醫(yī)療檢查獲得患者數(shù)據(jù)用3D打印機制作的。模型按照表面外側(cè)線條呈現(xiàn)肝臟整體形狀，詳細地再現(xiàn)其內(nèi)部的血管和腫瘤。由于肝臟模型內(nèi)部基本是空洞，重要血管等的位置一目了然。據(jù)稱，制作模型需要少量價格不菲的樹脂材料，使原本約30萬至40萬日元(約合人民幣5萬至2萬元)的制作費降到原先的三分之一以下。利用3D打印技術(shù)制作的內(nèi)臟器官模型主要用于研究，由于價格高昂，在臨床上沒有得到普及?？蒲袌F隊表示，他們一方面爭取到2016年度實現(xiàn)肝臟模型的實際應用，另一方面將推進對胰臟等器官模型制作技術(shù)的研發(fā)。2014年8月28日，46歲的周至農(nóng)民胡師傅在自家蓋房子時，從3層樓墜落后砸到一堆木頭上，左腦蓋被撞碎，在當?shù)蒯t(yī)院手術(shù)后，胡師傅雖然性命無損，但左腦蓋凹陷，在別人眼里成了個“半頭人”。除了面容異于常人，事故還傷了胡師傅的視力和語言功能。醫(yī)生為幫其恢復形象，采用3D打印技術(shù)輔助設計缺損顱骨外形，設計了鈦金屬網(wǎng)重建缺損顱眶骨，制作出缺損的左“腦蓋”，最終實現(xiàn)左右對稱。醫(yī)生稱手術(shù)約需5至10小時，除了用鈦網(wǎng)支撐起左邊腦蓋外，還需要從腿部取肌肉進行填補。手術(shù)后，胡師傅的容貌將恢復，至于語言功能還得術(shù)后看恢復情況。2014年8月，北京大學研究團隊成功地為一名12歲男孩植入了3D打印脊椎，這屬全球首例。據(jù)了解，這位小男孩的脊椎在一次足球受傷之后長出了一顆惡性腫瘤，醫(yī)生不得不選擇移除掉腫瘤所在的脊椎。這次的手術(shù)比較特殊的是，醫(yī)生并未采用傳統(tǒng)的脊椎移植手術(shù)，而是嘗試先進的3D打印技術(shù)。研究人員表示，這種植入物可以跟現(xiàn)有骨骼非常好地結(jié)合起來，而且還能縮短病人的康復時間。由于植入的3D脊椎可以很好地跟周圍的骨骼結(jié)合在一起，所以它并不需要太多的“錨定”。研究人員還在上面設立了微孔洞，它能幫助骨骼在合金之間生長，換言之，植入進去的3D打印脊椎將跟原脊柱牢牢地生長在一起，這也意味著未來不會發(fā)生松動的情況。2014年10月，醫(yī)生和科學家們使用3D打印技術(shù)為英國蘇格蘭一名5歲女童裝上手掌。這名女童名為海莉·弗雷澤，出生時左臂就有殘疾，沒有手掌，只有手腕。在醫(yī)生和科學家的合作下，為她設計了專用假肢并成功安裝。2014年10月13日，紐約長老會醫(yī)院的埃米爾·巴查博士(Dr.EmileBacha)醫(yī)生就講述了他使用3D打印的心臟救活一名2周大嬰兒的故事。這名嬰兒患有先天性心臟缺陷，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，將其打開并進行觀察，然后在很短的時間內(nèi)來決定接下來應該做什么。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，從而使他的團隊可以對其進行檢查，然后決定在手術(shù)當中到底應該做什么。這名嬰兒原本需要進行3-4次手術(shù)，而現(xiàn)在一次就夠了，這名原本被認為壽命有限的嬰兒可以過上正常的生活。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了數(shù)千美元，不過他預計制作價格會在未來降低。3D打印技術(shù)能夠讓醫(yī)生提前練習，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。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)僅能存活數(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制3D模型，成功地制定出了一個復雜的矯正手術(shù)方案。最終根據(jù)方案，成功地為小女孩實施了永久手術(shù)，現(xiàn)在小女孩的血液恢復正常流動，身體在治療中逐漸恢復正常。2015年8月5日，首款由Aprecia制藥公司采用3D打印技術(shù)制備的SPRITAM（左乙拉西坦，levetiracetam）速溶片得到美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）上市批準，并將于2016年正式售賣。這意味著3D打印技術(shù)繼打印人體器官后進一步向制藥領(lǐng)域邁進，對未來實現(xiàn)精準性制藥、針對性制藥有重大的意義。該款獲批上市的“左乙拉西坦速溶片”采用了Aprecia公司自主知識產(chǎn)權(quán)的ZipDose3D打印技術(shù)。通過3D打印制藥生產(chǎn)出來的藥片內(nèi)部具有豐富的孔洞，具有極高的內(nèi)表面積，故能在短時間內(nèi)迅速被少量的水融化。這樣的特性給某些具有吞咽性障礙的患者帶來了福音。這種設想主要針對病人對藥品數(shù)量的需求問題，可以有效地減少由于藥品庫存而引發(fā)的一系列藥品發(fā)潮變質(zhì)、過期等問題。事實上，3D打印制藥最重要的突破是它能進一步實現(xiàn)為病人量身定做藥品的夢想。最近科學家們?yōu)閭鹘y(tǒng)的3D打印身體部件增添了一種鈦制的胸骨和胸腔—3D打印胸腔。這些3D打印部件的幸運接受者是一位54歲的西班牙人，他患有一種胸壁肉瘤，這種腫瘤形成于骨骼、軟組織和軟骨當中。醫(yī)生不得不切除病人的胸骨和部分肋骨，以此阻止癌細胞擴散。這些切除的部位需要找到替代品，在正常情況下所使用的金屬盤會隨著時間變得不牢固，并容易引發(fā)并發(fā)癥。澳大利亞的CSIRO公司創(chuàng)造了一種鈦制的胸骨和肋骨，與患者的幾何學結(jié)構(gòu)完全吻合。CSIRO公司根據(jù)病人的CT掃描設計并制造所需的身體部件。工作人員會借助CAD軟件設計身體部分，輸入到3D打印機中。手術(shù)完成兩周后，病人就被允許離開醫(yī)院了，而且一切狀況良好。2015年10月，中國863計劃3D打印血管項目取得重大突破，世界首創(chuàng)的3D生物血管打印機由四川藍光英諾生物科技股份有限公司成功研制問世。該款血管打印機性能先進，僅僅2分鐘便打出10厘米長的血管。不同于市面上現(xiàn)有的3D生物打印機，3D生物血管打印機可以打印出血管獨有的中空結(jié)構(gòu)、多層不同種類細胞，這是世界首創(chuàng)。2018年8月，美國明尼蘇達大學研究人員開發(fā)出一種新的多細胞神經(jīng)組織工程方法，利用3D打印設備制出生物工程脊髓。研究人員稱，該技術(shù)有朝一日或可幫助長期遭受脊髓損傷困擾的患者恢復某些功能。2020年7月，美國明尼蘇達大學研究人員在最新一期《循環(huán)研究》雜志上發(fā)表報告稱，他們在實驗室中用人類細胞3D打印出了功能正常的厘米級人體心臟肌泵模型。研究人員稱，這種能夠發(fā)揮正常功能的心臟肌泵模型系統(tǒng)對于心臟病研究來說具有重要意義，而他們的成果向制造人類心臟這樣的大型腔室模型邁出了關(guān)鍵一步。2022年，美國科學家首次成功地對乳腺癌腫瘤進行了3D生物打印。2014年8月，10幢3D打印建筑在上海張江高新青浦園區(qū)內(nèi)交付使用，作為當?shù)貏舆w工程的辦公用房。這些“打印”的建筑墻體是用建筑垃圾制成的特殊“油墨”，按照電腦設計的圖紙和方案，經(jīng)一臺大型3D打印機層層疊加噴繪而成，10幢小屋的建筑過程僅花費24小時。2014年9月5日，世界各地的建筑師們正在為打造全球首款3D打印房屋而競賽。3D打印房屋在住房容納能力和房屋定制方面具有意義深遠的突破。在荷蘭首都阿姆斯特丹，一個建筑師團隊已經(jīng)開始制造全球首棟3D打印房屋，而且采用的建筑材料是可再生的生物基材料。這棟建筑名為“運河住宅（CanalHouse）”，由13間房屋組成。這個項目位于阿姆斯特丹北部運河的一塊空地上，有望3年內(nèi)完工。在建中的“運河住宅”已經(jīng)成了公共博物館，美國總統(tǒng)奧巴馬曾經(jīng)到那里參觀。荷蘭DUS建筑師漢斯·韋爾默朗（HansVermeulen）在接受BI采訪時表示，他們的主要目標是“能夠提供定制的房屋?！?014年1月，數(shù)幢使用3D打印技術(shù)建造的建筑亮相蘇州工業(yè)園區(qū)。這批建筑包括一棟面積1100平方米的別墅和一棟6層居民樓。這些建筑的墻體由大型3D打印機層層疊加噴繪而成，而打印使用的“油墨”則由建筑垃圾制成。2015年7月17日上午，由3D打印的模塊新材料別墅現(xiàn)身西安，建造方在三個小時完成了別墅的搭建。據(jù)建造方介紹，這座三個小時建成的精裝別墅，只要擺上家具就能拎包入住。2014年9月15日，世界上已經(jīng)出現(xiàn)3D打印建筑、裙帽以及珠寶等，第一輛3D打印汽車也終于面世。這輛汽車只有40個零部件，建造它花費了44個小時，最低售價1萬英鎊（約合人民幣11萬元）。世界第一臺3D打印車已經(jīng)問世——這輛由美國LocalMotors公司設計制造、名叫“Strati”的小巧兩座家用汽車開啟了汽車行業(yè)新篇章。這款創(chuàng)新產(chǎn)品在為期六天的2014美國芝加哥國際制造技術(shù)展覽會上公開亮相。用3D打印技術(shù)打印一輛斯特拉提轎車并完成組裝需時44小時。整個車身上靠3D打印出的部件總數(shù)為40個，相較傳統(tǒng)汽車20000多個零件來說可謂十分簡潔。充滿曲線的車身由先由黑色塑料制造，再層層包裹碳纖維以增加強度，這一制造設計尚屬首創(chuàng)。汽車由電池提供動力，最高時速約64公里，車內(nèi)電池可供行駛190至240公里。盡管汽車的座椅、輪胎等可更換部件仍以傳統(tǒng)方式制造，但用3D制造這些零件的計劃已經(jīng)提上日程。制造該轎車的車間里有一架超大的3D打印機，能打印長3米、寬5米、高1米的大型零件，而普通的3D打印機只能打印25立方厘米大小的東西。2014年10月29日，在芝加哥舉行的國際制造技術(shù)展覽會上，美國亞利桑那州的LocalMotors汽車公司現(xiàn)場演示世界上第一款3D打印電動汽車的制造過程。這款電動汽車名為“Strati”，整個制造過程僅用了45個小時。Strati采用一體成型車身，最大速度可達到每小時40英里（約合每小時64公里），一次充電可行駛120到150英里（約合190到240公里）。Strati只有49個零部件，動力傳動系統(tǒng)、懸架、電池、輪胎、車輪、線路、電動馬達和擋風玻璃采用傳統(tǒng)技術(shù)制造，包括底盤、儀表板、座椅和車身在內(nèi)的余下部件均由3D打印機打印，所用材料為碳纖維增強熱塑性塑料。Strati的車身一體成型，由3D打印機打印，共有212層碳纖維增強熱塑性塑料。辛辛那提公司負責提供制造Strati使用的大幅面增材制造3D打印機，能夠打印3英尺×5英尺×10英尺（約合90厘米×152厘米×305厘米）的零部件。最近來自美國舊金山的DivergentMicrofactories(DM)公司推出了世界上首款3D打印超級跑車“刀鋒(Blade)”。該公司表示此款車由一系列鋁制“節(jié)點”和碳纖維管材拼插相連，輕松組裝成汽車底盤，因此更加環(huán)保。Blade搭載一臺可使用汽油或壓縮天然氣為燃料的雙燃料700馬力發(fā)動機。此外由于整車質(zhì)量很輕，整車質(zhì)量僅為1400磅(約合64噸)，從靜止加速到每小時60英里(96公里)僅用時兩秒，輕松躋身頂尖超跑行列。2015年7月，美國舊金山的DivergentMicrofactories(DM)公司推出了世界上首款3D打印超級跑車“刀鋒(Blade)”。2014年11月10日，全世界首款3D打印的筆記本電腦已開始預售了，它允許任何人在自己的客廳里打印自己的設備，價格僅為傳統(tǒng)產(chǎn)品的一半。這款筆記本電腦名為Pi-Top，將會到2015年五月才會正式推出。通過口耳相傳，它已在兩周內(nèi)累計獲得了6萬英鎊的預訂單。許多女人深知，遇到一件很合身的衣服是很不容易的事，用3D打印機制作的衣服，可謂是解決女人們挑選服裝時遇到困境的萬能鑰匙。一個設計工作室已經(jīng)成功使用3D打印技術(shù)制作出服裝，使用此技術(shù)制作出的服裝不但外觀新穎，而且舒適合體。這件裙子價格為9萬人民幣，制作過程中使用了2，279個印刷板塊，由3316條鏈子連接。這種被稱作“4D裙”的服裝，就像編織的衣服一樣，很容易就可以從壓縮的狀態(tài)中舒展開來。創(chuàng)始人之一，并擔任創(chuàng)意總監(jiān)的杰西卡回憶說這件衣服花費了大約48個小時來印制。這家位于美國馬薩諸塞州的公司還編寫了一個適用于智能手機和平板電腦的應用程序，這有助于用戶調(diào)整自己的衣服。使用這個應用程序，可以改變衣服的風格和舒適性。2015年8月27日，深圳美女創(chuàng)客SexyCyborg發(fā)明了“無影高跟鞋”。它里面是空的，可以裝進去一套安全滲透測試工具包?！盁o影高跟鞋”足以令一些美女級黑客輕松攻破某些企業(yè)或政府機構(gòu)的防御，獲取到有價值的重要信息。每只鞋里面都有一個抽屜，使用者不用脫鞋就能把它拿下來。然后再把一套滲透測試套件裝進去，其中的部件都是黑客用的裝備。瑞士洛桑時尚設計團隊使用3d打印技術(shù)為客戶量身定制內(nèi)衣，他們設計的內(nèi)衣極具想象力。設計師使用3d打印筆，通過點,圓,線的結(jié)合，勾畫出一個個精美的圖2019年5月14日，中國自主研制的第五代深水整平船“一航津平2”日前在江蘇南通下水，集基準定位、石料輸送、高精度鋪設整平、質(zhì)量檢測驗收等于一體，從船體設計到建造均實現(xiàn)了國產(chǎn)化，多項性能居國際領(lǐng)先水平?！耙缓浇蚱?”投產(chǎn)后將進一步鞏固中國在海底隧道基礎(chǔ)施工領(lǐng)域的世界領(lǐng)先地位?！耙缓浇蚱?”因其鋪設作業(yè)的高效率和自動化，被形象地稱為深水碎石鋪設的“3D打印機”。當一間實驗室作出了圖紙，需要拿出來共享時，會發(fā)現(xiàn)有太多的格式和標準了，3D打印原型機這個領(lǐng)域看起來像是野蠻生長，毫無標準。當有了統(tǒng)一的標準后，3D打印行業(yè)將會迎來開源。太多的團隊注重提高自己的3D打印水平，在自我的閉環(huán)中發(fā)展。實際上，行業(yè)需要設備和軟件的開源，在統(tǒng)一的標準下產(chǎn)生更多有用、高效、開放的創(chuàng)新。原型機打印并不受到重視，所以很多醫(yī)療器械商都是在一個臟亂、布滿灰塵的地方放置打印設備。其實，現(xiàn)在已經(jīng)有商業(yè)化運營的3D打印實驗室，來幫助這些企業(yè)打印出質(zhì)量更高的原型機。2023年，麻省理工學院工程師團隊開發(fā)出一種程序，可3D打印患者柔軟而靈活的心臟復制品，并可控制其泵送動作，以模仿患者的泵血能力；倫斯勒理工學院科學家團隊首次在實驗室培養(yǎng)的人類皮膚組織中3D打印出毛囊。2015年8月23日，中共中央政治局常委、國務院總理李克強主持國務院專題講座，討論加快發(fā)展先進制造與3D打印等問題。2013年9至12月，日本橫濱某大學職員居村佳知用家里的電腦和3D打印機制作出樹脂材料的槍支部件，并組裝成兩把手槍。2013年11月，涉案男子居村佳知在社交網(wǎng)絡上稱“雖然已經(jīng)依照《槍刀法》進行了改造，但仍有被警察搜查的風險，可這是有意義的行為”、“我要進行日本第一把6連發(fā)3D打印左輪手槍的試射”，暗示將公布試射視頻。居村隨后在視頻網(wǎng)站上傳了自制左輪手槍的射擊視頻。神奈川警方2014年掌握這些線索后，隨即對其展開了調(diào)查。2014年10月20日，日本橫濱地方法院對前大學職員居村佳知被控違反《槍刀法》和《武器等制造法》用3D打印機自制手槍案做出判決，判處被告有期徒刑兩年。檢方求刑3年零6個月。檢方在總結(jié)陳詞中指出，被告在網(wǎng)上公開槍支制造方法和3D數(shù)據(jù)，濫用3D打印機可能會從根本上顛覆通過槍支管制維護的社會治安，“刑事責任重大”。辯方則表示“被告并未意識到自己違法”，要求判處緩刑。2022年6月，澳大利亞一名18歲男子涉嫌在家中用三維（3D）打印機打造出一支功能齊全的槍，受到涉槍犯罪指控。當?shù)貢r間2023年3月11日，在佛羅里達州的卡納維拉爾角空軍基地，世界上首枚3D打印火箭，也就是美國相對航天公司的“人族一號”多次嘗試發(fā)射均宣告失敗，這也是在不到一周的時間內(nèi)，該火箭再次被迫推遲發(fā)射。2024年1月，俄羅斯烏拉爾聯(lián)邦大學科研人員將釹、鐵和硼的納米晶體合金粉末通過3D打印技術(shù)制成任意形狀的磁鐵，在室溫情況下比其他類型磁鐵能儲存更多“磁性”能量，具有高矯頑力，且不含鈷。研究結(jié)果發(fā)表在《JournalofMagnetismandMagneticMaterials》雜志上?？蒲腥藛T研究了納米晶體合金再磁化過程，提出了材料顆粒接觸時材料參數(shù)改變的模型，能完美描述實驗中觀察到的性能，為創(chuàng)建磁性系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。這種技術(shù)能使高科技設備的永磁材料更小型化、輕便，成本更低。下一步，科研人員將研究通過3D打印的材料再磁化過程，尋找獲得與永磁材料相當磁性的方法。激光選區(qū)熔化（SLM）是一種先進的金屬3D打印技術(shù)，可以實現(xiàn)復雜形狀的高精度制造。AlSi10Mg合金作為一種具有優(yōu)異性能的輕質(zhì)合金，在航空航天、汽車和電子產(chǎn)品等領(lǐng)域有廣泛的應用前景。SLM制備的AlSi10Mg合金的顯微組織和力學性能會受到熱處理的影響。研究熱處理對SLMAlSi10Mg合金顯微組織