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材料委天津院3D打印领域五大动态

 前沿材料 2020-09-17

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春节快乐HAPPY NEW YEAR

3D打印是快速成型技术的一种。它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

2016年3D打印在医疗以及航空航天等领域均取得了一系列成果。据全球著名审计和咨询公司安永Ernst & Young发布的2016年全球3D打印行业研究报告表明,德国在3D打印技术普及程度上处于世界领先地位。

3D打印新型生物玻璃能替代软骨,且能自我修复

英国伦敦帝国理工学院(Imperial College London)和意大利米兰比可卡大学(University of Milano-Bicocca)的团队合作,成功开发出一种可降解的生物玻璃材料,该材料由二氧化硅和聚己内酯组成,具有弹性、强度、耐久性等软骨的特性,可用于治疗关节和脊柱椎骨之间的柔韧结缔组织损伤。研究团队将其制成的生物玻璃墨水,通过3D打印制成医用植入件为患者提供治疗,生物玻璃的结构、刚度和化学组合通过微观孔隙有助于促进软骨细胞生长,这是传统的方法无法实现的。

新型可降解生物玻璃

目前研发人员已经着手开发两种治疗方案:第一种是为椎间盘受损的患者提供一种可替代的治疗方案。研究团队相信,他们能够开发出合成的生物玻璃软骨椎间盘植入物,其具有与真正软骨相同的力学性能。第二种是改善膝盖软骨受损患者的治疗方案。当前外科医生能够做到的只是创建一种疤痕状组织来修复受损的软骨,但是大多数患者最终还是要接受关节置换,从而降低了其活动能力。因此研究团队着手开发膝盖软骨受损治疗方案。

不过这项技术的两个应用(即椎间盘和膝关节)在到达临床应用之前仍然有大量的监管障碍需要克服。研究团队预计这两种技术要真正进入市场还需10年时间。他们已经与Imperial Innovations共同申请了专利,后者是伦敦帝国学院的技术商业化合作伙伴

美国铝业公司投资建设3D打印金属粉末生产基地

2016年7月6日,轻质金属领导者美国铝业宣布建立先进的3D打印技术粉末生产基地。该基地位于美国铝业技术中心(全球最大的轻质金属研究中心),主要用于生产独特的钛、镍和铝粉,最终达到进一步优化3D打印航空部件的目的。美国铝业进行了一系列的技术投资,来进一步研发增材制造工艺、产品设计以及产品质量。

▲美铝技术中心

美国铝业以加利福尼亚州(California)、乔治亚州(Georgia)、密歇根州(Michigan)、宾夕法尼亚州(Pennsylvania)和德克萨斯州(Texas)3D打印的设施为基础,投入了6000万美元进行先进3D打印材料和工艺的研发,此金属粉末生产基地也是作为该投资的一部分。

除了金属粉末之外,美国铝业公司还重点进行了一系列增材制造技术的研发,其中包括其最新公布的“Ampliforge™”工艺,该工艺是将增材制造方法与传统方法结合在一起的新型制造方法。

挪威钛建立了第一个工业级航空航天增材制造生产基地

2016年7月11日,全球航空级增材制造钛合金零部件的顶级供应商挪威钛(Norsk Titanium)公司宣布,与纽约州、纽约州立大学理工学院展开合作,并向其购买了20台专利设备。

Norsk Titanium选择在普拉茨堡建立第一个“快速等离子体沉积”工厂,该工厂将于2017年底正式运行,购买的20台“RPD™”设备每年可生产航空级的钛合金结构件400吨。同时纽约计划扩充到40台“RPD™”设备,年生产能力达到800吨,以此来满足航空业不断增长的需求。

Norsk Titanium独特的“RPD™”技术主要是在氩气的环境中,将钛丝喂进一组等离子体枪内;采用这种技术经过几个月甚至几年时间的开发、生产便可得到精密的增材制造零部件,可以实现取代传统锻造零部件的目的。

Norsk Titanium的“RPD™”组件与传统钛锻件的强度基本等效,但是采用这种新技术成本更低、效率更高。

强生与Materialise公司合作开发3D打印钛合金颅面部植入物

2016年7月19日,美国强生子公司DePuy Synthes与比利时知名3D打印Materialise公司达成协议,开发TRUMATCH®3D打印钛合金颅面部植入物。这些定制化的植入物将在澳大利亚和除法国以外的欧洲地区上市,美国和加拿大目前不在上市范围内。自2010年起DePuy Synthes公司与Materialise公司在颅面外科个性化解决方案领域就已经开展相关工作。

▲DePuy Synthes公司的TRUMATCH® CMF解决方案部分模型

TRUMATCH CMF方案组合包括用于面部重建,正颌外科,注意力分散和颅骨重建的多种先进技术。DePuy Synthes公司目前业务集中在欧洲,中东和非洲。与Materialise的协议将使其能够继续给市场带来更多的个性化解决方案,促进了其对改善病人护理的能力。而最终的3D打印钛合金颅面部植入物,前期会基于患者头骨的CT扫描结果进行设计,这也正是DePuy Synthes公司TRUMATCH CMF方案组合的一部分。

通过DePuy Synthes公司与Materialise公司的合作协议,双方将整合各种优势资源,加强钛合金颅面部植入物产品及解决方案的整体竞争力,在医疗3D打印植入物领域保持生机。

安永发布全球2016年3D打印行业研究报告

2016年7月19日,全球著名审计和咨询公司安永Ernst & Young发布2016年全球3D打印行业研究报告,其中作为制造业大国的德国在3D打印技术普及程度上处于世界领先地位。安永对全球900家大型企业进行了调查。

安永全球3D打印行业研究报告之900家企业分布状况

根据这份报告的研究数据表明,德国企业在3D打印技术普及程度上处于全球领先地位,有37%的德国公司已经在使用3D打印技术,还有另外12%的德国公司计划在不久的将来使用它。该数据远远高于全球(已使用的占24%/预计将来使用的占12%)的平均水平。相比较而言,中国和韩国已经有24%的公司在使用3D打印机,而美国仅有16%,英国为17%。

▲安永2016年全球3D打印行业应用统计

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