前景无限:五大最新尖端3D打印技术(2)
超声波金属3D打印技术
当大多数人想到3D打印时,他们想到的是典型的增材过程,在这一过程中许多层材料被融合成期望的最终形状。然而,增材制造并不总是完美制成最终产品。事实上,为了创建最终零件,大多数金属3D打印工艺还需要额外的研磨或其他处理措施。
由于这个原因,有一些公司,如Mazak、 DMG MORI和Cincinnati Inc.,将增材和减材结合来实现预期的结果。最近有一家公司开发了一种新型混合制造技术,被称为超声波增材制造(UAM)。通过利用声波而不是热能,Fabrisonic的UAM平台可被用于一些其他系统做不到的应用。在接受媒体采访时,Fabrisonic公司CEO Mark Norfolk解释说,UAM机器实际上是一个内置了超声波焊接技术的数控铣床。薄薄的金属箔被一层一层放置,继而用超声波焊接在一起。然后用铣床切割密集堆放的金属片,以创建出最终零件。不像其他金属3D打印工艺,在UAM中金属不是被高温熔化。这就是UAM工艺的重要优势。“温度不会超过200华氏度,”Norfolk阐述道。“这使我们能够嵌入传感器,因为我们的零件不热。我们只是停止构造,钻出一个小通道,在里面放入一个传感器,然后继续在上面构造。再者,它是在低温下工作,不会损坏传感器。”
Fabrisonic通过制造服务而不是卖设备获得收入的80%,它发现一些客户要求将热电偶嵌入金属零件。将热电偶嵌入金属零件,或者固定在零件的外部,这两种情况都需要热传感器在热环境或化学反应环境下提供温度读数,并保护热电偶不受潜在的危险环境影响。对于一个客户来说,这个创建热交换器的过程意味着混合化学物质,根据Norfolk的说法这是一个热相关过程。他解释道:“你把化学物质A、B和C放到一起进行化学反应,然后生成了化学物质D。我们把热电偶沿着液体的混合通道相邻放置八九个位置,使客户精确知道它们混合的温度。
科学家首次在零重力状态下3D打印出人类组织
2016年6月14日,在墨西哥湾3万英尺高空的一架零重力公司(Zero Gravity Corporation)的飞机上,科学家们成功地在零重力状态下3D打印出第一个可用的心脏结构。负责这个项目的公司是来自于美国南印第安纳州的Techshot,该公司是美国宇航局的长期技术承办商,已经有了25年的历史,主要致力于开发航空航天、国防和医疗领域的新技术。零重力公司是唯一一家得到联邦航空管理局(FAA)批准的可以在美国提供失重飞行服务的公司。另外,这个项目的参与者还包括工业级3D打印机制造商nScrypt,以及生物墨水供应商 Bioficial Organs。该研发团队希望这个项目不仅能够使科学家们在太空中制造出可以在地球上移植的器官,而且能够继续支持这项太空计划。据了解,在这个3D打印过程中使用的是成人干细胞。
“在地球上,3D生物打印往往需要使用粘稠的生物墨水来提供结构性支撑,这种墨水中会包含化学物质和其它材料。”Bioficial Organs董事长兼CEO Stuart Williams在新闻发布会上解释说:“但是如果在太空中打印组织的话,我们就能够使用更加精细的打印头和低粘度的生物墨水,这些墨水中只包含创建健康器官所需要的生物材料即可。一台安装在太空里的3D生物打印机很有希望成为人类健康事业的一个重要的颠覆者。”据了解,Williams是这架零重力飞机的乘客之一,他与Techshot公司执行副总裁兼首席运营官 John Vellinger一起,在试验过程中帮助操作3D生物打印机。
据悉,此次试验收集到的数据将使得Techshot及其合作伙伴能够开发出一款更小、更坚固的3D生物打印机,而且这台机器有可能会在明年一月份搭乘Blue Origin公司的亚轨道飞船。根据计划,研发团队希望能够在2018年打造出一台能够打印更为复杂组织的生物打印机并将其送上国际空间站。据了解,在去年年底的时候,Techshot曾经宣布它开发出了一种方法可以使用患者自己的干细胞来制造大型的人类血管。不过该公司宣称,他们在失重飞机上测试的技术要比这精细得多。他们打印的细胞层比头发还要薄好多倍。除此之外,在6月14日的测试中还涉及到了3D电子打印技术,Techshot称这台原型3D打印机还打印出了导电以及绝缘的材料。
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