【導讀】現(xiàn)如今隨著科技的發(fā)展，3D打印在各個領域扮演著越來越重要的角色，誰也不會想到3D打印技術是未來的一大發(fā)展趨勢，很多年前的我們更是無法想象。而在剛剛過去的2016年中，通過使用3D打印技術的而生的制造品，再次刷新了我們的認知。在新年伊始之際，不如讓我們來看看去年3D打印在航空航天、汽車、生物醫(yī)藥及建筑行業(yè)四大領域都出現(xiàn)了哪些新突破應用吧。
航空航天領域
俄羅斯發(fā)射首顆3D打印的立方體衛(wèi)星
2016年的3月31日俄羅斯首個3D打印的立方體衛(wèi)星（CubeSat）Tomsk-TPU-120，搭載一枚進步MS-2火箭進入國際空間站，并由空間站上的宇航員通過太空行走將其放置在一個400公里高的軌道上。
突破之處：這顆Tomsk-TPU-120衛(wèi)星的外殼是使用經(jīng)俄羅斯宇航局（ROSCOSMOS）批準的材料3D打印而成的。它的大部分部件都是塑料材料打印而成的。除此之外，其電池組的外殼也是用氧化鋯陶瓷材料3D打印而成的，這也是世界首次。
世界首架3D打印鋁制FPV競速無人機
2016年3月澳洲一家名為Fusion Imaging的公司，在知名在線3D打印服務平臺Shapeways的幫助下，使用鋁質(zhì)材料3D打印出了一家無人機，其飛行時速接近90英里（144公里）每小時。
突破之處：這架強大的無人機的動力輸出主要依賴于Lumenier 2206電機。其3D打印的鋁金屬臂非常輕盈，不僅起到了保護電線和電池的作用，而且散熱性能也非常好。眾所周知，鋁是一種在航空領域非常受歡迎的金屬材料，它的重量像塑料那樣輕，但是強度卻高得多。
在這次3D打印制造的無人機中，使用了直接金屬激光熔融（DMLS）工藝用激光逐層熔化鋁質(zhì)粉末而成。因此該無人機在機械指標上要高于一般的3D打印無人機。鋁材在震動這方面表現(xiàn)得非常出色。從某種角度看，它比碳纖維更好。在快速運動過程中，它產(chǎn)生的螺旋槳渦流要少得多。
洲際導彈3D打印部件的飛行測試
軍工巨頭洛克希德·馬丁公司，在2016年3月14日至16日，對其首個用在彈道導彈上面的3D打印部件進行了測試發(fā)射，這次測試發(fā)射總共使用了三枚未裝戰(zhàn)斗部的三叉戟II D5艦隊彈道導彈，并從大西洋水下的戰(zhàn)略核潛艇上發(fā)射升空。
突破之處：此次測試的3D打印部件是一個“連接器后殼”，這件僅有1英寸（2.5厘米）寬的連接器后殼在3D打印時，先由3D打印機在打印床上鋪設一層薄薄的鋁合金粉末，然后高溫的激光或電子束在計算機的引導下融化指定區(qū)域的粉末，然后機器又鋪上了另外一層粉末，這個過程不斷重復，直至3D對象被打印完成為止。
在此之后，生產(chǎn)者所需要做的就是吹去多余的粉末，并進行平滑處理和拋光。該工藝主要可以減少材料浪費，且生產(chǎn)周期與常規(guī)方法相比被縮減了一半。
空客接收首批帶3D打印燃油噴嘴的LEAP發(fā)動機成品
2016年4月2日，歐洲飛機制造商空中客車公司接收了第一批兩臺LEAP-1A發(fā)動機，這款發(fā)動機將用于空客下一代的A320neo客機。
突破之處：LEAP是第一款采用了3D打印燃料噴嘴的飛機發(fā)動機，該燃料噴嘴在3D打印使使用的材料是一種超級合金，除此之外，LEAP發(fā)動機上還使用了完全用碳復合材料制成的風扇葉片，以及使用又輕又耐高溫的陶瓷基復合材料（CMC）制成的零部件等。這些新技術使得LEAP的燃油效率比CFM之前最好的發(fā)動機還要高15%，并且減少了其碳排放量。
汽車領域
瑞典車商用3D打印技術制造世界最快汽車
瑞典跑車制造商Koenigsegg（科尼塞克）推出了一款名為One:1的超級汽車。One:1將是“世界上第一輛巨汽車（megacar）”。它還是全球第一款功率重量比達到1：1的量產(chǎn)車——它的重量為1340公斤并產(chǎn)生1322bhp（1340公制馬力），超過了當前的吉尼斯世界紀錄：1184bhp的布加迪威龍Super Sport。
突破之處：One:1使用了3D打印的可變渦輪外殼，以提高響應和低端扭矩。該公司還3D打印了鈦合金排氣尾端件，節(jié)省了14盎司重量。另外的減量措施包括使用高模量纖維制成的碳纖維底盤，使其重量減輕了20%。
由于鈦合金排氣尾端件比較大，使用3D打印技術花了整整三天才完成。對于量產(chǎn)車而言，這樣的生產(chǎn)效率是非常低了，但它不僅減輕了重量，而且只需生產(chǎn)6件這么復雜的零件。3D打印實現(xiàn)了設計師們想要的形狀，而且讓工作流程變得可控。
Local Motors推出世界首輛3D打印電動公交車
2016年6月16日，來自美國亞利桑那州的3D打印汽車公司Local Motors推出了一輛3D打印的自動駕駛電動公交車Olli，而且這輛車的一部分是可回收的。這是的一輛使用了IBM Watson的針對汽車的集中認知學習平臺的汽車。
突破之處：Olli的3D打印汽車外殼下面安裝的是世界上最先進的汽車技術，包括IBM的Watson Internet of Things for Automotive，這是一個基于云計算的計算系統(tǒng)，可以通過置入車內(nèi)的超過30個傳感器分析并學習收集到的大量交通數(shù)據(jù)。
得益于Local Motors的開放式汽車開發(fā)流程，這些傳感器可以根據(jù)乘客的需要和當?shù)氐奶攸c進行 調(diào)整。此外，這個系統(tǒng)還提供了專門的API（語音到文本、自然語言分類器、實體抽取和文本到語音等）用于為這輛班車創(chuàng)建很多有用的特性。
奧迪計劃3D打印部件用在成品汽車上
全球著名汽車制造商奧迪公司一貫標榜自己的先進科技，該公司的口號是“科技領導創(chuàng)新（Vorsprung durch Technik）”。顯然他們在3D打印技術的應用上也不落人后，奧迪公司使用金屬3D打印技術制造復雜金屬部件，并將其安裝在成品汽車上。
突破之處：奧迪公司使用金屬3D打印工藝是那些具有復雜幾何形狀的零部件的理想選擇，像這樣的部件如果使用傳統(tǒng)制造手段，比如鑄造，往往費時而且昂貴。而且這種3D打印部件使用的是非常精細的鋼鐵或者鋁質(zhì)金屬粉末，其顆粒尺寸不到人類發(fā)絲的一半，因此其致密度也要比鑄造出來的部件大。
Kabuku攜手本田打造出日本首輛3D打印汽車
2016年10月，日本3D打印公司Kabuku和著名車商本田公司合作，為該國糖果公司豐島屋（Toshimaya）3D打印了一輛很小的運輸車。據(jù)悉這也是日本第一輛全3D打印的汽車。
突破之處：依靠其大規(guī)模定制解決方案和快速3D設計平臺，僅僅用了兩個就打造出了這款車，與傳統(tǒng)制造的微型車相比，不僅更快、成本更低，而且非常適合用于快遞業(yè)務。
EOS攜手威廉姆斯車隊將3D打印帶入F1賽場
工業(yè)級3D打印機生產(chǎn)商EOS與一級方程式（F1）賽車領域中大名鼎鼎的威廉姆斯（Williams）車隊合作，此次合作將使EOS 和威廉姆斯車隊向F1世界充分展示3D打印技術的力量，同時也有助于3D打印技術在汽車、軍工、航空航天和能源部門的轉(zhuǎn)化。
突破之處：3D打印機已經(jīng)融入威廉姆斯的標準生產(chǎn)過程中。其工程公司主要使用兩種EOS高分子材料，主要用于創(chuàng)建可用于功能測試的穩(wěn)定部件，比如發(fā)動機輔助設備、完整的齒輪箱部件的實物模型、到用于層壓制造的鉆模和夾具等；而另一方面則用于生產(chǎn)F1賽車上的零部件，只不過為了提升強度，還需要結合復合材料層合板。
生物醫(yī)藥
英國科學家開發(fā)出能替代軟骨的可3D打印生物玻璃
來自倫敦帝國學院（Imperial College London）和Milano-Bicocca大學的研究人員們已經(jīng)開發(fā)出一種生物玻璃材料可以模擬真正軟骨組織的減震和承重性。它可以通過特定的配方來表現(xiàn)出不同的特性?？茖W家們希望能夠用它來開發(fā)植入物以取代椎骨之間受損的軟骨盤。
突破之處：生物玻璃是由硅和一種叫做聚己內(nèi)酯的聚合物組成的。它能夠表現(xiàn)出類似軟骨的屬性，包括柔軟、強韌、耐久而具彈性。它可以通過一種可生物降解的墨水形式生成，使得研究人員可以將其3D打印成某種特定的結構以促進軟骨細胞在關節(jié)內(nèi)的形成和生長——類似于它們在試管中所表現(xiàn)出的那樣。另外，當受到損傷時，它還顯示出自愈的特性，這一特性使其很適合用作可靠的植入物，而且當它以墨水的形式存在時更容易3D打印。
可被人體吸收的3D打印聚合物顱骨植入物
來自莫斯科國立科技大學（National University of Science and Technology，MISIS）的研究人員推出了一種新的3D打印骨植入物。該植入物是專門針對顱骨損傷而研發(fā)的，可慢慢地被人體吸收并被天然骨組織取代。
突破之處：在顱骨手術領域，這是一個重大的進步。最重要的是，由于一種巧妙的形狀記憶收縮和增長工藝，植入物能與患者的顱骨實現(xiàn)完美的吻合。在根據(jù)特定的患者參數(shù)進行3D打印后，植入物收縮至其原始尺寸的一半左右。手術期間，它被加熱并再次獲得其原始形狀和尺寸，這樣就確保了植入物能完全貼合患者的顱骨或下頜。
華裔科學家開發(fā)3D打印聚合物支架治療食道癌
所有形式的癌癥都是可怕的，但是食管癌尤其是患者的噩夢，它會讓患者非常痛苦，是全世界第八常見的癌癥，而且是最難治療的癌癥之一。佛羅里達大西洋大學（FAU，F(xiàn)lorida Atlantic University）康云清博士正在開發(fā)一種可生物降解的3D打印聚合物支架。該3D打印支架將作為食管癌的治療藥物傳遞系統(tǒng)，并可減少并發(fā)癥的發(fā)生。
突破之處：在食道癌的治療中，通過手術植入金屬網(wǎng)狀支架是一個比較常見的治療方式，但是這可能會導致讓人痛苦的并發(fā)癥，比如出血、胸痛、穿孔和腫瘤生長等。然而3D打印支架是用可生物降解聚合物制成的，它們會在通過手術放入病人你的食道中后逐步溶解、消失。治療完成后，也不需要外科醫(yī)生再通過手術移除支架，會使患者在治療過程中更加舒服。
科學家制造出可打印器官組織的3D打印機
2016年2月，來自美國北卡羅萊納州維克森林大學（Wake Forest University）再生醫(yī)學研究所的科學家們稱，他們已經(jīng)創(chuàng)建了一臺可以制造器官、組織和骨骼的3D打印機，理論上，這些打印出來的器官、組織和骨骼能夠直接植入人體。
突破之處：維克森林大學的開發(fā)的這臺3D打印機的結構使得它能夠打印出可以容納血管的組織，這意味著它們可以獲得細胞生存所需要的氧氣和營養(yǎng)。這款集成的組織器官打印機的發(fā)展方向是為人體的應用制造組織，以及打造出更加復雜的組織和器官，3D打印出來的產(chǎn)品沒有壞死或組織中細胞死亡的跡象。
突破性的3D打印干細胞移植手術在猴子體內(nèi)完成
目前，3D打印可移植人體器官已成為現(xiàn)實。不過一些3D打印的可移植器官還需要進行一些必要的評估和測試。我國的科學家在干細胞生物技術已經(jīng)取得了重大突破，他們見證了植入30只猴子中的3D打印干細胞移植物的血管組織再生。
突破之處：手術后2天，3D生物打印的血管開始與恒河猴自己的腹主動脈合并，并且這個合并過程在短短一個月內(nèi)就完成了。在密切監(jiān)測猴子的健康的幾個月后，3D打印的血管與猴子自己的腹主動脈無異。此外，手術后就不需要除抗凝劑之外的治療了。這項在突破在3D生物打印領域是一個大新聞，是人造人體器官組織的里程碑。
建筑行業(yè)
世界首座全功能的3D打印辦公樓在迪拜落成
2016年5月迪拜第一個全功能的3D打印建筑，同時也是世界上首個3D打印辦公室的落成。這座建在阿聯(lián)酋大廈（Emirates Towers）旁的獨特建筑將成為迪拜未來基金會的臨時辦公室。
突破之處：這座世界上首個3D打印的辦公室空間占地250平方米，由一種特殊的水泥混合物和一套建筑材料建成，為了安全起見，建筑的外觀被設計為弧狀，這樣可以確保建筑的穩(wěn)定性。施工方使用了一臺20英尺高、120英尺深和40英尺寬的3D打印機。該打印機使用自動化的機械臂來實現(xiàn)打印過程。值得一提的是這座建筑只用了17天的時間就打印完成。
荷蘭混凝土3D打印技術公司推出可3D打印建筑的砂漿
荷蘭混凝土3D打印技術公司CyBe Additive Industries宣布，該公司的可3D打印砂漿已經(jīng)研發(fā)完成，目標是將這種技術引入歐洲所有的建筑工地。
突破之處：特制的砂漿“線材”可以在幾分鐘內(nèi)形成具有承載力的結構，從而有望大大加快構建速度，并在24小時內(nèi)完成水泥的水化過程。與此同時他們特制的砂漿在制造過程中產(chǎn)生的二氧化碳比普通混凝土更少。
拉法基豪瑞聯(lián)合XtreeE打造出歐洲首個3D打印建筑承重件
建筑巨頭拉法基豪瑞（LafargeHolcim）公司與來自法國的初創(chuàng)公司XtreeE攜手，成功打造出了歐洲第一個3D打印混凝土承重結構件。并將其用于支撐普羅旺斯地區(qū)艾克斯中學操場上的一個屋頂。該承重柱（空心并填充了一種高性能纖維增強水泥基復合材料Ductal，由Fehr Architectural組裝）也是歐洲的首個3D打印的混凝土結構件。
突破之處：3D打印技術是一種能夠以高速度和合理的成本實現(xiàn)復雜建筑結構的工具。此技術將推廣到三個特定的細分市場：高附加值建筑結構、個性化經(jīng)濟住宅、預制建筑構件的制造。
伊朗用3D掃描和打印技術修復歷史古跡
在當今的世界里，將先進的掃描方法和3D打印技術用于古跡和名勝的恢復以及復制已經(jīng)受到了各地很多博物館和文化中心的關注。伊朗便使用3D打印和掃描技術在規(guī)劃修復該國的一些最具歷史意義的古跡，并創(chuàng)建出精確的復制品。
突破之處：恢復和保存最古老的雕像、古跡和建筑對于伊朗來說并不是新鮮事務，該國的文化遺產(chǎn)和旅游組織長期以來一直就將其作為自己的主要優(yōu)先事務。而現(xiàn)在，得益于3D掃描和打印技術這樣的先進技術的應用，無疑會加強對文物的保護力度。
知名建筑師事務所DUS 3D打印8平米城市小屋
荷蘭建筑師事務所DUS Architects 在阿姆斯特丹的一個廢棄工業(yè)區(qū)內(nèi)3D打印了一座獨特的小屋以及一個浴缸，該3D打印小屋結構緊湊且易于打印，體積為25立方米。它的墻壁十分特別，有一個不同尋常的帶有內(nèi)部蜂窩結構的幾何墻結構。 DUS想借此表達我們?nèi)绾慰梢詾槟切┩辉鉃暮σ约澳切┱嬲枰粋€暫時容身之地的人創(chuàng)造出一個臨時住房。
突破之處：3D打印技術特別適用于為災區(qū)建造小型臨時住所。使用完后，建造小屋的生物材料可以被徹底粉碎，然后能被用來再次打印新設計。小屋和浴缸都是用生物塑料打印的，非常易于循環(huán)再利用。這些生物塑料既可以轉(zhuǎn)變成新的3D打印線材，也可以被簡單地就地銷毀。因此，當災害發(fā)生在偏遠地區(qū)時，這是一個寶貴的潛在解決方案。
寫在最后：隨著科技的發(fā)展以及人們生活質(zhì)量的提高，更優(yōu)越的產(chǎn)物逐漸面試，其中3D打印的產(chǎn)物便是其中之一。近年來3D打印技術以突飛猛進的發(fā)展方式，越加成熟，其實不僅在生物醫(yī)療、汽車、航空航天以及建筑行業(yè)有所突破，現(xiàn)如今3D打印技術更多的是面向于全方面發(fā)展，我想在未來的幾年時間內(nèi)，在食品、制造業(yè)等更多的行業(yè)內(nèi)，會看到更多3D打印技術的成果，不難想象，在未來我們生活的世界內(nèi)，我們所使用的、食用的、乘坐的等等事物，都會有3D打印技術的影子。
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