2016年全球3D列印技術進程解析

2017年想必將會是3D列印發展關鍵年，而回顧2016年，各國技術突破方面又有什麼樣的進展來迎接2017年的市場機遇呢？

3D列印國際十大創新

1、瑞士科學家3D列印金銀納米牆可製造更高性能觸摸屏

觸摸屏是我們的生活中不可缺少的一種產品，而觸摸屏技術是依靠噴塗在設備表面的微型導電電極實現的。這種肉眼幾乎看不到的電極是由導電材料製成的納米牆組成的，而目前最常用的材料是氧化銦錫。它的透明度很高，但導電性較差。

蘇黎世聯邦理工大學（ETH）採用「納米液滴」3D列印來進行創新製造，這種方法能夠以金、銀納米顆粒為原料3D列印出超薄的「納米牆」，從而製造出從未有過的透明導電電極，最終創造出畫面質量更好、響應更精準的觸摸屏。

目前，研究者們已經利用該技術成功3D列印出了厚度在80-500納米之間的超薄電極層。

2、從樹脂到陶瓷，加州高溫陶瓷3D列印技術

位於加利福尼亞州Malibu的HRL實驗室發明了可兼容與光固化/3D列印的樹脂配方，由硅、氮和氧組成，在一台3D印表機內用一束紫外線照射這種樹脂，會使其變硬，生成緻密的陶瓷部件。

這是一個驚人的突破，因為它使能夠產生任意多邊形陶瓷部件，強大且無溫度彈性，陶瓷表面無任何加工，不需鑄造或嵌塞，這種密度泡沫陶瓷可以在推進零部件、熱防護系統、多孔燃燒器、微機電系統和電子設備獲得應用。

3、麻省理工製作激光雷達晶元，3D掃描歷史將徹底改寫

當前市場上大多數激光雷達系統（包括自動駕駛汽車上所安裝的雷達系統）使用的是離散自由空間光學元件，包括激光器、鏡頭和外部接收器。在這些硬體組合中，激光在震蕩的同時旋轉，這使得其掃描範圍和複雜程度受到限制。並且成本從1000美元到70000美元不等。

來自麻省理工學院的研究人員正在300毫米的晶圓上生產激光雷達晶元，且其成本不到10美元。最重要的是，在這個設備中的非機械光束轉向比目前所實現的機械激光雷達系統的速度快1000倍。

4、麻省理工博士3D列印Cilllia毛髮，將對智能設計產生巨大影響

這次麻省理工發明的是像神經一樣敏感的Cilllia毛髮設計平台，靈感來自於自然界動物以及人類的毛髮。

Cilllia毛髮是通過光敏樹脂固化的技術列印出來的，通過將3D列印的精度控制到極其細微的程度，將這些毛髮獲得微觀結構的「可編程」，這樣毛髮就展現了像具有神經一樣的對壓力和對聲音的敏感度，並伴隨著外界的刺激發生彎曲改變。

5、像「生長」出來的3D列印軍用無人機

英國的格拉斯哥大學及防務公司BAE Systems的研發團隊共同研發合作的3D列印軍用無人機Chemputer計劃，這款3D印表機可以在短短几天之內從無到有「生長」出高度先進的定製化無人機。

其實這是一款能夠在分子水平上進行構建的3D印表機，能夠「生長」出從機翼到電子系統在內的所有部件。Chemputer列印無人機的設想是功能性強，飛行速度快，超高高度以及快速反應，目的是要克服今天的軍事環境的生產限制。

6、3D列印製備離子交換膜的技術

美國賓西法利亞州立大學的研究人員利用光固化和三維列印技術來製備微紋理的陰離子交換膜，此技術可以靈活而快速的在離子交換膜表面列印各種3D圖案，以提高性能。

這種3D列印技術與當前常見的SLA（光固化）3D列印技術類似，列印材料是可光固化的離子聚合物混合物，當該混合物暴露在一台光投影儀之下的時候，3D印表機將設計好的圖案投射並選擇性地固化在其表面上。表面圖案能夠增加膜的電導率多達1—3個數量級（factor）。

7、迪士尼近瞬時樹脂列印技術

迪士尼申請了名為「Near Instantaneous Object Printing Using a Photo-Curing Liquid」（液體光敏樹脂的近瞬時列印技術）。

迪士尼的3D列印技術繞過層層掃描固化的生產方法，而是通過一個或更多的光源將三維模型「注入」液態樹脂內。幾乎在瞬時間，三維模型就被固化出來，而以往層層生產這樣的產品需要幾個小時，現在變為幾分鐘。

8、用於非常複雜部件列印的德國Fraunhofer多材料列印技術

德國Fraunhofer研究所和IKTS系統研究所研發了一項3D列印新技術，不僅可以列印骨科植入物、假牙、手術工具等醫療產品，還可以列印微反應器這樣非常複雜、微小部件。

Fraunhofer研究所研發的這項3D列印技術可列印的材料是陶瓷或金屬粉末懸浮液。陶瓷或金屬粉末被混合在一種低熔點的熱塑性粘合劑中，熱塑性粘合劑在80攝氏度時就會融化成為液體。在列印過程中，印表機的電性溫度熔化了粘合劑，並混合著陶瓷或金屬粉末材料以液滴的形式被沉積下來。沉積後液滴迅速冷卻變硬，三維對象就這樣被點對點逐漸列印出來。

9、波音懸浮式3D列印技術

波音公司開發出一種懸浮式3D列印技術，在沒有任何實體列印平台的情況下，實現360度無死角操作，並成功獲批專利。

該技術的優勢在於：完全突破對形狀的限制，實現更加複雜零部件的整體3D列印。而且，該技術採用多個3D印表機同時在不同方向一起工作，可列印出各種功能產品，並顯著提高列印速度。列印出的材料具有抗磁性，經過超級冷卻之後能變成超導體。

10，哈佛大學3D列印帶血管的人工組織

哈佛大學獲得最新的突破，可以列印出維持生物學功能的並可以存活超過六個星期的組織。

研究人員將包含細胞外基質的墨水填充進模具。最終培養出內部充滿毛細血管的人工組織。研究人員通過硅膠模具兩端的出入口向該組織輸入營養物質，以保證細胞存活。人工血管將通過將細胞生長因子運送至整個人工組織，促進幹細胞的定向分化，從而形成更厚的組織。