生物3D列印
重新發明新油墨
近年來，3D生物列印技術加速了健康科學研究的發展，如組織工程和再生醫學、藥物篩選和開發等。 生物墨水是3D生物列印技術的基本組成部分，廣泛使用的生物墨水主要由明膠、透明質酸、海藻酸鹽、絲素蛋白和PEG等常用的生物醫用高分子衍生物組成。
植物和微生物產生的天然化學物質具有廣泛的生物活性和高度的立體化學結構，是一種具有巨大應用潛力的醫學資源。 研究發現，天然類黃酮苷含有至少乙個共軛大鍵和多個共軛雙鍵，可以吸收一定波長範圍內的光，因此推測類黃酮苷基生物油墨可能能夠在光輔助印刷過程中吸收散射光，提高印刷品的形狀保真度。
（文章內容**在網路上）。
另一方面，黃酮類化合物具有抗氧化、抗炎和抗凋亡特性，用於骨質疏鬆症、風濕病和神經退行性疾病等臨床前研究。 然而，由於其生物利用度低，限制了其在生物醫學領域和其他領域的廣泛應用。 因此，研究基於類黃酮苷衍生物的生物墨水，提高3D生物列印的保真度和類黃酮苷在組織工程等醫學應用中的生物利用度具有重要的科學意義。 與口服類黃酮苷相比，3D生物列印的類黃酮苷基生物墨水可以有效地將類黃酮苷分子的生物活性直接轉移到鄰近細胞。 鑑於其提高列印保真度和促進組織再生和修復的潛力，基於類黃酮糖苷的生物墨水被稱為醫用生物墨水。
關於3D列印骨骼
有可行性和侷限性
根據之前發表在《全球健康雜誌》上的一項研究，通過3D列印製造的3D模型降低了醫療元件的開發成本和手術計畫時間。
將3D列印與骨科相結合，可以幫助識別和了解患者的創傷部位，為手術的成功提供更大的保證。 這項技術使醫生能夠更準確、更仔細、更經濟地設計、生產、重建和計畫手術。 總體而言，3D列印的創新為醫療診斷和治療過程的設計和執行開闢了新的途徑。
骨科 3D 列印有助於設計精確的解剖形狀，並允許將可滲透的骨替代產品整合到患者體內，從而產生具有長期穩定性的植入物。
3D列印可用於骨科領域：
精確的骨骼資料。
當骨損傷嚴重時，X 射線通常用於骨科手術，尤其是在骨畸形的情況下，但它們缺乏關於骨缺損程度的精確資料。 這就是3D列印可以派上用場的地方，提供特定的所需資料。
手術計畫。 3D列印模型可用於協助修復骨手術過程，使用3D生成患者受影響身體部位的精確複製品，醫生可以仔細觀察和研究。 髖關節、膝蓋和肩部的不同列印模型可用於定製受傷部位的特定設計，並用作患者特定的植入物。
逆向工程手術驗證。
3D列印的另乙個用途是借助3D掃瞄器的逆向工程輔助工具來識別矯形器。 這種方法適應了患者的生命系統，並簡化了過程和材料的選擇。
（文章內容**在網路上）。
但是它的使用有一定的侷限性：
清潔限制。 3D列印的成型機會給植入物的創造者和生產者帶來了一些新的困難。 創始人和製造商需要考慮儀器的清潔條件，並將其嵌入規劃階段，因為巨大的幾何靈活性帶來的清潔限制也很重要。
生物列印材料的侷限性。
最先進的3D列印，特別是用於製造植入式生物醫學裝置，受到可列印材料的嚴重限制。 因此，需要選擇性材料加工技術來解決無法有效列印的材料。
*要求、標準化和監管限制。
3D列印的制度化和標準化是乙個持續的過程。 特別是在醫療領域，它需要被監管。
生物降解性和毒性限度。
材料的降解是3D列印中的乙個重要問題。 使用可降解材料可能會導致系統內部缺氧和酸中毒，從而損害細胞。
仿生3D列印
機械工程的另一種選擇
增材製造 （AM） 或 3D 列印工藝通過允許更大的設計自由度、浪費最小化、大規模定製、幾何複雜功能、快速原型製作以及製造複雜微觀結構的能力，徹底改變了製造業。 此外，為了利用3D列印技術研究各種特性，還研究了仿生結構，包括模仿植物、動物和昆蟲。 龍蝦爪中的布利加結構將通過增加裂紋擴充套件的難度來有效提高材料的韌性和抗衝擊性。 輕木結構中的排列纖維將增強強度，從而增強抗風性。 天然珍珠層中的磚和砂漿結構通過裂縫撓度和能量耗散來提高抗衝擊性。 增材製造已廣泛應用於建築、原型製作和生物力學等不同行業。 儘管3D列印具有減少浪費、設計自由度和自動化等優勢，但3D列印在建築行業的採用尤其緩慢和有限。
不久前，一種新的環氧樹脂基油墨使3D列印輕質蜂窩複合材料成為可能，並控制多尺度、高坡度纖維增強對齊，以建立受輕木啟發的分層結構。 楊氏模量值比現有的商用3D列印聚合物高10倍，同時保持相當的強度值。
（文章內容**在網路上）。
改變形狀的材料
仿生結構和仿生運動可以提高人造材料的力學效能。 Arslan 等人（2019 年）發現了一種仿生設計，該設計採用由溫度響應填料和增強的溫度響應聚合物製成的線性水凝膠致動器，該致動器通過在特定溫度下操縱零件的幾何形狀和方向來引入鞍形變化和其他運動。 該研究還發現，臨界模量的下限（15 kPa）足以列印自支撐3D結構。 由於形狀的變化，強化結構受到自然水分形態和種子莢的啟發，通過響應濕度的刺激來誘導彎曲和扭曲運動，模仿生物有機體的運動。 結果表明，由功能部件模組化組裝而成的仿生形狀由於刺激誘導的控制機制，在製造仿生運動軟器件方面具有巨大的潛力。
最近，對仿生3D列印的研究已經從單一功能特性轉向多功能特性，因為大多數天然結構都具有多功能特性（例如，機械、電氣和熱特性的組合）。 使用多種型別的聚合物，天然珍珠層通過結合陶瓷和聚合物形成優良的結構。 這一點，以及各層的相互聯絡，目前很難實現。 在用聚合物、陶瓷和金屬構建仿生多材料結構時，這一困難仍然是乙個重大挑戰。 外部場輔助3D列印技術在構建仿生結構方面表現出優異的能力，但目前列印標本的尺寸僅限於厘公尺。 為車輛、裝甲和航空航天工程中的實際應用建造大型結構仍然具有挑戰性。
此外，自然界中的一些結構包括以不同排列排列在單層中的互鎖填料，而對仿生3D列印的進一步研究在於多材料列印技術的發展、高解像度列印以及利用3D列印來補充傳統技術。 幸運的是，當今製造和技術環境的快速發展正在推動仿生3D列印技術的進步。 為了實現這一目標，未來使用新材料和新 3D 列印工藝開發下一代受自然啟發的結構需要環境保護、降低成本、使用綠色能源和先進的結構設計改進。 總體而言，了解自然結構的機制可以促進3D列印工藝的發展，這將在未來的工程應用中發揮重要作用，例如防彈衣，機械臂，藥物輸送等。
奈米場
3D列印奈米復合聚合物油墨
3D列印正逐漸成為一種更加通用和高效的技術。 為了進一步發展這項技術，研究人員通常使用碳奈米管、石墨烯、金屬奈米顆粒和量子點等低維奈米材料，使新的3D列印材料能夠適應外部刺激，賦予導電性、導熱性、磁性和電化學儲存等特性。 最近，密西根理工大學的機械工程研究人員創造了一種使用具有高拉伸強度和低重量的碳奈米管（CNT）製造3D可列印奈米復合聚合物墨水的方法。 他們希望這種新油墨能夠取代環氧樹脂，走向大眾化使用。 研究人員的不同之處在於使用聚合物奈米複合材料和不犧牲材料功能的印刷工藝。
雖然聚合物奈米複合材料和3D列印產品和服務的市場價值約為10億美元，但奈米材料3D列印的市場僅為約4300萬美元。 然而，該研究領域尚未完全了解3D列印過程中奈米複合材料效能的控制，例如形態-效能關係。
技術瓶頸在於如何理解3D列印過程的巨集觀力學與奈米複合材料的奈米級力學和物理之間的複雜相互作用。 本研究旨在通過探究3D列印工藝引數與奈米復合印刷油墨中奈米材料形貌的關係來找到問題的關鍵。
奈米墨水的優點
研究人員認為，奈米墨水的導電特性使列印的環氧樹脂有可能用作電線，無論是在電路板上，在飛機機翼中，還是在引導血管導管的3D列印致動器中。 奈米復合聚合物油墨的另乙個特性是它們的強度。 相同強度的環氧樹脂複合材料比鋼和鋁輕80%。 奈米複合材料在醫療、航空航天和電子工業中具有安全特性。 據研究人員稱，當物體破裂時，微小的裂縫從微觀缺陷開始，並逐漸破壞整個結構。 奈米複合材料在這些裂縫中架起橋梁，不允許裂縫生長。 這是碳奈米管提高材料機械強度的機理之一。 此外，效能重量比、導電性、強度增加和易用性等因素也是聚合物奈米復合油墨可能取代傳統環氧樹脂的原因。
材料多種多樣
安全問題仍然是乙個主要問題
3D列印，尤其是金屬粉末，必須格外小心，並在可能的情況下，它應該在保護性氣氛中進行。目前，全封閉工藝正受到裝置製造商的重視，以SLM Solutions為代表的金屬印表機品牌已經實現了從粉末填充、清洗甚至工序安裝到中途安裝的所有過程的全封閉操作，通過這種空間劃分或封裝，最大限度地減少了粉塵暴露和危害。 在這種情況下，3D列印手套箱成為首選的裝置選擇。
（大型金屬3D列印手套箱）。
3D列印技術作為一項前沿和領先的新興技術，在傳統製造業的工藝轉型和新材料的廣泛應用中具有顛覆性的意義和作用。 我們製造的3D列印手套箱（增材製造保護手套箱）是針對航空航天特殊零件加工所需的環境而設計的：3D列印裝置一般採用送粉成型或鋪粉成型，每種成型裝置對手套箱需要不同的設計要求，因此需要根據不同的需求設計手套箱，以提供可靠的解決方案。
金屬3D列印惰性氣體保護系統它是一種高效能、高品質的超淨化防護手套箱，可自動吸收水和氧分子，提供淨化工作環境需求的閉環工作系統，可滿足特定清洗要求的1ppm O2和H2O惰性氣氛環境。 選擇性雷射熔化裝置本體置於密封箱內，密閉箱體與多級除塵移動裝置和空氣迴圈裝置形成閉環，氬氣在閉環中迴圈，系統中大氣含水量達到1ppm指數以下，氧含量達到1ppm指數以下， 從而實現超高純環境的工作氣氛，加工後的產品可直接應用，減少後處理環節，是為滿足科研開發需要而設計的經濟型迴圈淨化系統。
（大型金屬3D列印手套箱）。
技術優勢
解決3D列印手套箱大體積封口的可靠性問題。
解決3D列印手套箱訊號線、電源線高度整合在箱體內，密封抗干擾的問題。
解決3D列印手套箱工作時煙塵淨化和過濾器更換週期和壽命問題。
人性化專業設計，箱體外觀美觀，箱體上大門密封性極佳，開啟方便簡單。
解決方案：3D列印手套箱送粉機、進粉機或撒粉裝置、透鏡吹瓶和手套箱箱壓力控制。
更多3D列印安全防護技術
密切關注 Atex 手套箱