天津3D打印教学实验室建设指南 3D打印技术研发

3D打印是集材料、3D打印设备研发以及下游应用的产业。上游为3D打印材料研发制造层，包括运行（三维扫描仪、控制软件等）、基础配套（步进电机、芯片等）和打印材料（钛合金、金属粉、光敏树脂等）。
中游为3D打印设备研发制造，下游为应用领域，3D打印主要应用场景于航空航天、模具铸造、生物、汽车领域等。
就长期的需求增长而言，上游打印材料和个人3D打印设备的制造企业会发展得更好。因为在通用化的技术标准不断推广的基础上，化的材料供应企业的发展是大势所趋。而从个人消费到工业制造，不管哪个领域快速增长，对耗材的需求都是必不可少的。
3D打印设备主要分为桌面级和工业级两种。桌面级是3D打印技术的初级阶段和入门阶段，能够很直观地阐述3D打印技术的工艺原理。
工业级的3D打印机主要分为快速原型制造和直接产品制造两种。两者在打印精度、速度、尺寸等各方面都有不同。其中，打印支撑和打印实体可分参数打印的设计是区分工业机和桌面机的重要标志。

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。

时尚界给人的印象是创新，另类，抽象，但时尚也是应用3D打印机的**。设计师想要创造出令人惊叹的珠宝，可以利用3D打印机轻松实现。像阿迪达斯或耐克这样的大型企业也发现了3D打印机的优势。首先，3D扫描可以使鞋子与用户匹配，提供**的行走舒适感。3D打印使设计师能够为鞋子创造新的结构，特别是用于鞋底的生产，为他们的顾客提供穿着鞋子的舒适性。
由于新的设计自由度，借助3D建模，可以查看零件内部并根据需要进行调整。例如，添加晶格结构以使零件轻量化。制造技术让生产不再是满足工业要求的零件的限制。比如现实中使用3D技术重建1957年的经典XKSS模型，大众汽车集团的3D打印工具和备件，以及福特的全功能3D打印制动器等。
3D打印技术可以灵活调整机械部件的内部，比如不需要生产完全填充的部件，而是将部件内部打印成网格结构。这样可以减轻零件的重量，降低生产成本。当然，航空航天使用3D打印机的另一个优点是，3D打印机为提供了高度的零件，这对于乘客和货物的安全至关重要。
领域一直在使用3D打印机，比如我们以前讲到的3D打印皮肤组织或等。牙医使用3D打印技术，可以获取患者下颌的图像，还可以生成3D打印牙套，矫正器，植入物，假牙和牙冠。3D打印机在行业中是有益的，因为它可以大规模定制，甚至可以快速生产出符合我们需求的产品。通过对患者颌骨进行3D扫描，软件可以地设计所需内容，贴合，然后3D打印机将立即生成该部件，使用生物或人体安全材料制作，以确保患者的健康和安全。

《盘点近年来价值的8大3D打印生物案例》 这些大家比较熟悉的生物3D打印案例，至于能够直接打印人体血液这个还是次听说。这里就分享一个国外关于3D打印血液的应用给大家作为参考。
如果我们可以对人体血液进行生物打印怎么办？这是微型3D打印研究领域Sciperio的项目设备制造商nScrypt。这家美国公司与Safi Biosolutions和日内瓦基金会等合作伙伴一道，希望在**范围内促进血液供应。在美国，据估计有1.11亿公民是合格的献血者，约占人口的37％。但是，每年只有不到10％的合格献血者捐赠。然而，该项目才刚刚开始– Sciperio宣布将使用nScrypt的SmartPump技术，该过程允许将材料非常地以微观规模进行沉积，并使用生物反应器来产生血液。随着时间的流逝，人们希望他们的技术可以扩大规模，以便更大范围地生物打印血液。
生物打印的目的是设计能够执行与当今相同功能的细胞结构，并使这些结构在体内生存。许多项目旨在创造功能和可行的，无论是肝脏，还是心脏。3D技术一点一点地发展，显示出对领域充满希望的未来。Sciperio通过专注于生物打印的血液而成为这种动力的一部分。该项目无疑将耗时很多年–我们已经知道步将用于定义的路线图，该路线图已经投资了880万美元。
Sciperio解释说，它首先设想了一个装有传感器的自动生物反应器，以进行准确的反馈和实时。这是用来制造血液的机器。下一步，该公司将使用nScrypt的SmartPump将非常数量的成分微观分配到生物反应器中，主要是生长促进剂。这将使细胞生长和分化。正是这一步骤需要增材制造技术：SmartPump实际上是具有皮升容量控制的微打印头。它的喷嘴直径仅为10微米。
nScrypt和Sciperio的执行官Ken Church博士补充说：“ 血液生物制造有很多有趣的方面和益处，包括对人类的终益处。从仅几个细胞开始，我们的生物反应器将产生数十亿个细胞，这是患者输血的必要条件。我们相信，这一项目将有在需要的地方和时间提供稳定，安全，可负担，按需的血液。” 这个项目可能要再过几年才能完成，但是开始是有希望的！