3D打印是一种快速成型技术,也称为增材制造。它是一种基于数字模型文件,使用粉末金属或塑料等粘合材料,通过逐层打印来构造物体的技术。
数字技术材料
3D打印通常通过使用数字技术材料打印机来实现。它常用于模具制造、工业设计等领域制作模型,并逐渐应用于部分产品的直接制造,零件由该技术打印。
今年8月,Nature-Communication发表了一篇通过3D打印制造柔性电致发光器件的研究文章。中国南方科技大学机械与能源工程系副教授刘吉介绍了一种用于制造柔性和可拉伸发光器件的3D打印策略,这些器件可以与软机器人集成。他们展示了一个可以根据背景改变颜色的柔软机器人。这种策略可能被用于开发下一代智能显示器、可穿戴电子设备和人工伪装系统。

柔性电致发光器件
本研究报道了利用多材料3D打印技术制造柔性电致发光器件的方法。刘吉的团队利用可用于3D打印的离子导电、电致发光和绝缘墨水,制造出操作简单、可按需生产的柔性可拉伸电致发光器件。
他们通过这种方法制作了一个可以发出蓝光的柔性腕带,并将该设备集成到一个柔软的机器人中。机器人可以像变色龙一样根据背景毫无延迟地改变表面颜色。研究人员指出,即使在不同的机械变形模式下(如弯曲、扭曲和拉伸),该器件仍具有电致发光稳定性。它可用于柔性电子设备和伪装系统的相关组件。

3D立体打印技术
回顾3D打印的发展可以发现,3D打印早已应用于珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程与建筑(AEC)、汽车、航空航天、牙科和医疗行业、教育、地理信息系统、土木工程等领域。
3D打印第一次被人们使用是在20世纪90年代中期。当时,3D打印是使用光固化和纸层压等技术的最新快速成型设备。工作原理和普通打印基本相同。打印机充满了“打印材料”,如液体或粉末。与电脑连接后,“打印材料”在电脑的控制下一层层叠加,最终电脑上的蓝图变成实物。因为效果原汁原味,所以被称为3D立体打印技术。

3D打印医学方面
2019年1月14日,美国加州大学圣地亚哥分校首次使用快速3D打印技术制造出一种模仿中枢神经系统结构的脊髓支架,成功帮助大鼠恢复运动功能。这是3D打印的原始应用。
在医学上,人们使用相应的化学原料,通过3D打印获得所需的辅料。这项技术广泛应用于牙科等医疗领域。

2012年11月,苏格兰科学家首次利用人类细胞用3D打印机打印出人工肝组织。2019年4月15日,以色列特拉维夫大学的研究人员3D打印出世界上第一个具有细胞、血管、心室和心房的“完整”心脏,这在世界上尚属首例。2022年6月,据国外媒体报道,墨西哥一名20岁的女子成为世界上第一个通过3D打印技术成功移植耳朵的人。如今,3D打印逐渐引起人们的关注,商业化的3D打印实验室应运而生。更多的企业也会通过专业的3D打印实验室打印出更高质量的原型。