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比头发丝还细的战舰,极致到变态的日本3D打印技术

比头发丝还细的战舰,极致到变态的日本3D打印技术

     0.5毫米大小的东西,大家一般会想到什么?会和庞然大物战列舰联系起来吗?这个尺寸的东西,我们肉眼看到都很困难了,要制造出这样大小的战列舰简直天方夜谭。但是,日本的一家精密加工厂,用3D打印技术制造出了只有头发丝直径的“大和号”战舰模型,放在手指上就是一个闪光的白点。

REJOINT正在使用3D打印技术和人工智能制造膝关节替代品

REJOINT正在使用3D打印技术和人工智能制造膝关节替代品

  中国3D打印网6月19日讯,意大利医疗植入物制造商REJOINT通过将增材制造技术与人工智能相结合,推出大规模定制和个性化疗法。具体来说,该公司将使用GE Additive Arcam的电子束熔化(EBM)技术,并通过物联网连接的可穿戴传感器,对术中和术后数据收集进行计算机分析。这将有助于REJOINT以膝盖植入物的形式为患者制造个性化医疗设备。


  胫骨板的3D打印。图片由GE Additive提供。
  将AI与3D打印相结合用于医疗设备
       REJOINT总部位于意大利博洛尼亚,由一支在骨科领域具有丰富经验的团队于2015年成立,该公司最近进入了膝关节置换市场。REJOINT的目标集中在为患者提供定制的医疗解决方案上;增材制造和人工智能都是其目标和增长战略不可或缺的组成部分。为了生产个性化的假肢,该公司选择使用GE Additive的3D打印技术。
   “在增材制造方面,我们最初还没有确定最适合个性化钴铬假体的解决方案,并正在评估DMLM和EBM。两种模式实际上都提供了良好的分辨率和质量,但是我们最终选择了GE Additive Arcam EBM Q10plus系统。 GE能够为我们提供的知识和工业化支持以及他们在意大利的本地团队的专业经验也为我们做出了决定。” REJOINT首席执行官Gian Guido Riva说道。
       据中国3D打印网了解,全球每年膝关节植入物市场约为500万个。 2011年,外科手术的数量为每10万居民中有150人,在奥地利和瑞士等一些市场上达到250例的高峰。
Arcam Q10plus
  Arcam Q10plus。图片由GE Additive提供。
        直到最近,膝关节置换术市场仅由标准假体系统组成,只有有限的尺寸范围可用。正确和精确的尺寸和位置是假体类型的关键因素。通常,膝关节必须承受可超过300公斤的点载荷。患者的骨骼和植入物之间最小的尺寸差异会导致疼痛和发炎。
         对于患者而言,尺码不足意味着不断地意识到人造关节的存在,并导致肌肉和韧带的衰变。患者反馈有时可以反映出植入物的问题。不满意通常与植入假体的次优尺寸有关。
       这样,为了为患者生产量身定制的假体,REJOINT充分利用了增材制造提供的设计自由度。该公司通过对患者的CT扫描进行3D建模来开始其过程,然后使用算法来分析图像并确定每种具体病例的最合适尺寸。人工智能在数千个假体尺寸上比较患者的独特解剖结构,每个假体在植入物的特定区域具有相同的尺寸变量。

  机外股骨。图片由GE Additive提供。

3D打印技术如何在探索金星极限环境时发挥作用

3D打印技术如何在探索金星极限环境时发挥作用

中国3D打印网6月18日讯,随着商业化太空飞行新时代的到来,美国国家航空航天局(NASA)和私人太空公司正争先登陆月球和火星,进行太空旅游和探索。尽管这是经过精心策划的计划,到2024年将宇航员降落在月球南极,到2030年将在红色星球上部署一艘载人的地面着陆器,但我们还没有从我们最接近的邻居地球的姊妹星球金星那里学到很多东西。尽管与地球有许多不同之处,但金星上的灼热条件曾经像地球一样。尽管自1980年代以来,没有着陆器冒险进入金星表面,但NASA对金星的重新兴起可能导致一项潜在的旗舰任务,以了解我们的姊妹星球是否宜居。

11岁女孩罕见畸形无法呼吸,医生借助3D打印技术为她“架梁”扩胸

11岁女孩罕见畸形无法呼吸,医生借助3D打印技术为她“架梁”扩胸

       11岁的女孩阳阳来自衡阳,因为罕见的先天性疾病,脊柱向前挤压胸腔,让她难以呼吸,只能依赖呼吸机生存,若不手术治疗,将有生命危险。湖南省人民医院儿科、心胸外科等多科专家联手,为阳阳实施了手术治疗,通过3D打印建立模型,开胸置入钛板为其重塑胸廓形态,如同为塌陷的房屋重新“架梁”,最终为孩子赢得了生机。

站在人类顶端 采用3D打印技术的航天企业有哪些

站在人类顶端 采用3D打印技术的航天企业有哪些

  随着Space X创造历史,这些航天领域的企业正在为人类的商业太空旅行打下基础。在太空中,重量比什么都重要,轻量化又性能卓越的航天器零件需求量日益增长。于是3D打印技术被普遍地引入来制造航天器,我们就来看一看哪些航天企业采用了3D打印技术。

 站在人类顶端 采用3D打印技术的航天企业

 站在人类顶端 采用3D打印技术的航天企业

莫纳什大学科学团队通过3D打印技术极大缩短太阳能电池检测时间

莫纳什大学科学团队通过3D打印技术极大缩短太阳能电池检测时间

日前,澳大利亚莫纳什大学的科学家团队利用了3D打印的关键组件建造了一个新系统,大大缩短了太阳能电池测试的时间。这台机器可以同时分析16个基于钙钛矿的太阳能电池样品,大大地加快了分析过程。

UCL研究人员使用3D打印技术防止阿片类药物被滥用

UCL研究人员使用3D打印技术防止阿片类药物被滥用

中国3D打印网5月7日讯,伦敦大学学院(UCL)的一组研究人员开发了3D打印的阿片类药物(曲马多),具有抗酒精和防止滥用的特性。这项工作旨在通过提供一种更安全的药物管理方法来应对因高强度止痛药处方过量而引起的日益严重的阿片类药物滥用全球健康危机。

 3D打印的曲马多片
  3D打印的曲马多片。通过UCL拍摄。
  阿片类药物流行
       在过去十年左右的时间里,阿片类药物的处方数量呈指数增长,加剧了阿片类药物的滥用,已成为一种已确立的全球性健康危机。据世界卫生组织说,吸毒和滥用目前影响着全世界2700万人,而且这一数字每天都在增加。由于其极其有效的止痛作用,特别是阿片类药物非常容易滥用。最常见的阿片类药物之一是曲马多,在大手术和意外事故中,这种药物可用于中度至重度疼痛。长期使用曲马多通常会导致依赖性,这可能导致呼吸抑制,昏迷甚至死亡。
  耐酒精和制止滥用
         为了生产调释曲马多片剂,研究小组首先将活性成分盐酸曲马多与D-甘露醇(增塑剂)和硬脂酸镁(润滑剂)混合。每批次均由10g药物及其添加剂的混合物组成,并且使用专业的M3DIMAKER 3D打印机通过直接粉末挤出法对直径为16x 10mm的药片进行3D打印-这种形式与FDM非常相似。
  3D打印平板电脑的密度图
  3D打印平板电脑的密度图。通过UCL图片。
       由于吸毒经常与饮酒同时发生,并且由于将酒精与阿片类药物混合可能致命,因此该团队认为生产片剂的作用很重要,因为这种作用不会因酒精的存在而得到强调。为了评估片剂的“耐酒精性”,研究人员测试了所配制化合物在40%乙醇和水中的溶解度。酒精和非酒精溶剂中的溶解速率相似,研究人员甚至发现片剂在酒精中的释放速率稍慢。这意味着,如果将片剂与酒精混合在使用者的胃中,则会减少速释引起的药物过量(也就是酒精引起的剂量倾销)的机会。
       根据这项研究,在虐待案件中,最常见的管理方法是通过注射和鼻吸。为了测试片剂的“可注射性”,将单个片剂在水中煮沸五分钟,然后准备一个5毫升注射器。研究人员随后分析了注射器实际能够吸入的活性药物的量。结果表明,注射器中仅存在约20%的活性药物,使其具有相当的抗注射性。
 可注射性测试
  可注射性测试。 UCL的照片。

美国空军使用3D打印技术生产按需外科手术处理器

美国空军使用3D打印技术生产按需外科手术处理器

   中国3D打印网4月30日讯,美国空军(UAF)的研究小组已成功使用3D打印技术生产了手术牵开器。该医疗仪器创建使用了台式3D打印机,旨在用于后勤挑战性敌对环境中,在该环境中无法使用常规方法补充医疗用品。

哈佛大学:3D打印技术悄悄地杀入发泡材料

哈佛大学:3D打印技术悄悄地杀入发泡材料

    导读:聚合物泡沫材料在生产生活中有广泛的应用,是一大类重要的多孔材料。目前聚合物泡沫主要是采用发泡剂在树脂内部直接膨胀发泡来制备,就像制作面包,先把酵母菌和面粉混合均匀揉成面团,酵母菌产生的CO2在热的作用下膨胀使实心面团变为蓬松体。但是该过程中不可避免且很难控制的泡孔成核、合并、破裂等因素会对泡孔的结构和形貌产生较大的破坏,进而影响到使用性能,如何精准的控制微观泡孔形貌和宏观泡沫结构目前仍然是一个难点。

      结合了计算机程序辅助的增材制造技术(3D打印)近几年得到了快速的发展,相对于传统成型技术,它最大的优势在于能够精确和快速成型小至微纳尺寸的三维复杂结构。为了解决直接膨胀发泡法制备聚合物泡沫过程中存在的一些问题,来自美国哈佛大学的Claas Willem Visser博士(通讯作者)和Jennifer A. Lewis教授(共同通讯作者)等研究人员将3D打印技术应用到聚合物泡沫制备中,首次开发出了可直接书写的聚合物(聚乙二醇双丙烯酸酯)气泡“墨水”,通过直接书写--紫外固化相结合的方式制备出了微观泡孔形貌、分布以及宏观泡沫结构精确可调的聚合物泡沫,并且通过改变气泡“墨水”的组成,还可以赋予泡沫新的功能。该研究成果以题为“Architected Polymer Foams via Direct Bubble Writing”的论文发表在《Advanced Materials》上(见文后原文链接)。

直接书写法制备泡沫原理
       为了实现直接书写的“墨水”为形成宏观泡沫的单个微观气泡,如图1中所示,研究者设计了内外双层结构的特殊喷嘴:内管输送含有聚合物单体、引发剂和表面活性剂的聚合物前驱体溶液,外管输送气体,两者在喷嘴口混合,形成可书写的气泡“墨水”,单个气泡从喷嘴滴落到基底上堆积,紫外引发聚合后,气泡之间粘合形成宏观泡沫块体。其中,“墨水”滴落流量以及气体气压是制备不同微观泡孔形貌泡沫的关键:根据理论计算及实验结果,作者绘制了前驱体液体流量与气压对气泡“墨水”形态影响的相图,在后续研究中,作者选择了液体流量Q = 10 mL min−1的恒定速率,研究了液体组分、气体成分和压力、喷嘴移动速率等参数对泡沫微观和宏观结构的影响。

印度海军与think3D合作,通过3D打印技术按需生产备件

印度海军与think3D合作,通过3D打印技术按需生产备件

中国3D打印网4月9日讯,印度海军已与印度3D打印服务局think3D合作,帮助他们通过增材制造按需生产备件。由于使用旧的进口机械,对于印度海军来说这些机械经常出现的问题。印度海军与think3D合作,试图通过替代3D打印备件并按需更换来解决此问题。 think3D已向印度海军提供了各种3D打印备件,所有零件均已成功测试并整合到其机械中。该公司共享的一个特殊案例研究涉及使用3D打印替换离心泵叶轮,这是船舶运行的关键部件。
海军舰船上的离心泵叶轮
  海军舰船上的离心泵叶轮。通过think3D拍摄的照片。
  为旧机器采购零件的困难
        海军舰船上现在的大部分机器都是很老的,并且是从其他国家进口的。因此,每当零件损坏时,为这些机器采购备件可能是一个漫长的过程,并且在收到零件之前会有很大的延迟期。对于海军来说,这代价可能是惨痛的,因为它在更换备件之前使机器保持闲置状态。海军迫切需要迅速更换船上离心泵叶轮,这就是一个很好的例子。
       叶轮是离心泵是旋转部件。它负责通过从旋转中心向外加速流体来将能量从电动机传递到被泵送的流体。在船舶上,它用于将海水进口到船舶的各个部分,以满足常规用水需求。叶轮通常根据要泵送的液体量而具有不同的形状和尺寸。它们需要长时间高速旋转。
       这些叶轮的故障给印度海军造成了重大问题。这些故障通常是由于旋转过程中叶轮眼的位移以及海水中撞击叶轮的异物引起的。当叶轮高速旋转时,上述问题是经常发生的。这些叶轮的更换零件涉及砂型铸造制造过程,通常需要3个月的周转时间才能生产新的叶轮。每艘船上都有多个这样的泵和叶轮,持续的故障给印度海军执行常规任务造成了重大障碍。为了寻求一种可快速生产这些叶轮且降低拥有成本的替代制造工艺,印度海军将3D打印确定为可能的解决方案,并与think3D联系。
  逆向工程和3D打印叶轮
        think3D成立于2014年,旨在提高3D打印及其在印度潜在应用中的市场知名度。该公司还提供3D打印,设计,扫描和批量生产以及其他制造流程的服务。它还在AP MedTech区域运营着一个耗资600万美元的3D打印设施,用于医疗设备制造,AP MedTech区域是印度安得拉邦医疗设备制造园。
       在与印度海军联系后,think3D团队访问了这些船,以详细了解问题并收集有关叶轮的数据,包括所需的材料特性和边界条件。它的第一步涉及对叶轮进行3D扫描并对其设计进行反向工程。使用EinScan Pro + 3D扫描仪和CREO进行此操作,以基于扫描的数据创建CAD模型。然后,think3D使用ANSYS软件调查了哪种材料和3D打印过程将使该应用程序受益。测试了各种材料(如尼龙复合材料,玻璃纤维尼龙,PA12和其他常规塑料)的适用性。
 对叶轮进行逆向工程
  对叶轮进行逆向工程。通过think3D拍摄的照片。

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