傳統陶瓷和3D列印之間有什麼關係,這之間誰會被

2021-03-18 10:18:26 字數 4647 閱讀 5587

1樓:匿名使用者

3d列印人體器官可能嗎?

美科研人員聲稱用3d列印技術能列印出人體腎臟,可用於移植手術。但在國內學者看來,3d列印技術雖發展多年,但列印人體器官目前不可能,但未來可能實現。

3d列印技術果真進展到了如此先進的地步?

3d列印是什麼?

要說清3d印表機如何列印腎臟,還得先弄清楚3d列印如何實現。比起懸乎的腎臟列印,這項技術其實是一個靠譜的有趣發明。2023年,美國麻省理工學院的幾位科研人員發明了這項技術。

3d列印技術和傳統的列印技術有著很大差異。傳統印表機只能在紙張上用墨水列印。而3d列印則突破了這種條條框框。

中科院化學研究所研究員、新材料實驗室主任宋延林告訴記者,它的「墨水」可以是各種材料,比如金屬、陶瓷、塑料、細胞、沙石甚至各種食物。通過高溫或者鐳射的方法,「墨水」被抽成絲狀。隨後,這些半流體狀態的材料按照計算機中的三維模型,噴嘴按照x、y、z三個座標軸的定位點噴出,然後在指定的位置凝固成形。

經過一層一層地堆積後,模型就漸漸形成立體的結構。

簡單來說,3d列印就像是斷層掃描的逆過程,斷層掃描是把物件「切」成無數疊加的片,而3d列印則是一片片地列印,然後逐漸累積成為一個立體物體。這就意味著,只要有3d模型,你甚至可以列印出一座等高的維納斯雕塑放在家中。

弄清了3d印表機的工作原理,再來理解器官列印就容易得多。

據安東尼介紹,列印器官時,研究人員首先從成年病人的骨髓和脂肪中提取出幹細胞,通過採用不同的成長因子,這些細胞能夠被分化成不同型別的其他細胞;然後他們再將這些細胞轉化成液滴,製成「生物墨水」。然後注射器一層一層地將「生物墨水」噴塗到凝膠支架上,這樣一層層重複噴塗,直到器官的三維結構完成。這樣,最終就能列印出一個完整的腎臟。

列印人體器官是科學幻想?

但是在很多學者看來,列印器官,目前只能算是一個科學幻想。

「目前來說,用列印的方法獲得人類器官,還僅僅只是停留在科學幻想的階段。」北京大學醫學部解剖學與組織胚胎學系教授於恩華告訴記者。

同時,中國科學院北京基因組研究所甄二真教授也認為:「這個方向在未來是有可能的,但是如果說他現在就做出來了,一定是有問題的。」

於恩華說,人體的幹細胞確實有分化的能力,它就像一個發育不成熟的細胞,能夠在一定的營養和生成條件下,轉化為肌肉細胞、神經細胞、腎細胞等人體各種細胞。但是不能說,因為幹細胞有這種能力,通過列印就能獲得一個有生命力的器官。

「就像人們已經掌握了基因圖譜,但是至今也無法合成生命一樣。人類目前就連一個單細胞的生物,都沒有成功造出來過。」於恩華說,「掌握了生命的構成結構,和創造一個有活性的機體,之間的差別就像天與地的距離那麼遠。

」人們對生命的認識還很有限,生命絕不是細胞、血管加神經就能簡單複製的,其中的很多聯絡要比人們想象的複雜得多。

甄二真告訴記者,人體組織是非常複雜的,由細胞、纖維組織、結締組織、脂肪等構成。利用自體幹細胞,就能培育出完整的腎臟,這是不可能的。因為這中間還有複雜的過程。

人造腎臟屬於生物工程學的領域,但是要達到生物工程學的高度,需要完備的生物科學做支撐。

「但是人類現在所掌握的知識,連生物科學的很多基礎問題都沒有解決。」甄二真說,比如有人說用自體幹細胞就能造出器官,但是幹細胞要首先在體外進行誘導分化,然後再將分化的細胞準確安放在器官的固定位置。而幹細胞的體外誘導分化,以及準確排列分子的位置,就是目前學界還未攻克的難題。

此外,構成器官的像氨基酸、多糖甚至是看不見的組織間液等處於分子水平的物質該如何排列安放,也是目前無法解決的基礎科學問題。而這些內容,還沒有任何醫學文獻可以提供參考。

「即使這些問題都解決了,也只能說基礎科學弄清楚了。要想製造出腎臟,還需要進行更長時間的研究。」甄二真說,這就像弄清楚飛行原理和製造出能上天的宇宙飛船一樣,它們之間的差距是巨大的。

而且甄二真和於恩華都認為,如果用列印就能得到人體器官,也將是一個對生命倫理的挑戰。

但是不論如何,科學總是在爭論和矛盾中不斷前行。「生物列印」技術雖然還處於概念驗證階段,但是如果這個研究方向沒有錯,未來人們將利用它開發出眾多應用。而現在所能預見的是,人們至少不用再翹首以盼漫長的器官捐獻名單了。

tips

「吃喝玩樂」全可列印

3d列印器官雖然暫時難以實現,但是這項技術卻是一個實實在在的「好玩意」。

美國康奈爾大學工程實驗室早先與地處紐約市的法式烹飪學院聯手,進行3d列印食品的研究,而他們的成果之一,就是將扇貝和乳酪製成迷你太空飛船形狀的酥餅。他們至今已嘗試過用巧克力、乳酪、土豆泥、扇貝、火雞、芹菜等各種食材來列印,並且時常挑戰「手工絕對無法制作的結構」。

英國埃克塞特大學的研究人員還推出了世界首臺3d巧克力印表機。每層巧克力列印出來後,必須經過凝固過程,再開始下一層列印。為保證巧克力的黏稠度和溫度,研究人員給印表機加裝保溫和冷卻系統,以便讓列印過程順利進行。

在航空業和汽車製造業,3d列印也能嶄露頭角。通過3d印表機,可以用鐳射燒結複雜的塑料、金屬和合金元件,而不再需要製作很多不同的元件去組裝它。

而一位義大利發明家成功研製出一種大型3d印表機,它能夠列印出整個立體建築體。3d印表機的底部有數百個噴嘴,可噴灑出沙子和鎂質黏合物薄層。每個薄層僅有約5至10毫米厚,通過一層層地將黏合物和沙子結合,最終將形成與岩石一樣堅固的石質建築物。

科學家甚至認為,這種3d印表機未來可以用於在月球上建造房屋。

3d印表機的原理是什麼?

2樓:呵呵呵上課你猜

3d列印與鐳射成型技術一樣,採用了分層加工、疊加成型來完成3d實體列印。每一層的列印過程分為兩步,首先在需要成型的區域噴灑一層特殊膠水,膠水液滴本身很小,且不易擴散。然後是噴灑一層均勻的粉末,粉末遇到膠水會迅速固化黏結,而沒有膠水的區域仍保持鬆散狀態。

這樣在一層膠水一層粉末的交替下,實體模型將會被「列印」成型,列印完畢後只要掃除鬆散的粉末即可「刨」出模型,而剩餘粉末還可迴圈利用。

3d列印原看似複雜,其實很簡單

說起它的原理,它一點都不復雜,其運作原理和傳統印表機工作原理基本相同,也是用噴頭一點點「磨」出來的。只不過3d列印它的噴的不是墨水,而是液體或粉末等「列印材料」,利用光固化和紙層疊等技術的快速成型裝置。通過電腦控制把「列印材料」一層層疊加起來,最終把計算機上的藍圖變成實物。

3樓:匿名使用者

3d印表機的原理是把資料和原料放進3d印表機中,機器會按照程式把產品一層層造出來。

3d印表機又稱三維印表機,是一種累積製造技術,即快速成形技術的一種機器,它是一種以數字模型檔案為基礎,運用特殊蠟材、粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過列印一層層的粘合材料來製造三維的物體。現階段三維印表機被用來製造產品。逐層列印的方式來構造物體的技術。

3d印表機堆疊薄層的形式有多種多樣。3d印表機與傳統印表機最大的區別在於它使用的「墨水」是實實在在的原材料,堆疊薄層的形式有多種多樣,可用於列印的介質種類多樣,從繁多的塑料到金屬、陶瓷以及橡膠類物質。有些印表機還能結合不同介質,令列印出來的物體一頭堅硬而另 一頭柔軟。

1、有些3d印表機使用「噴墨」的方式。即使用印表機噴頭將一層極薄的液態塑料物質 噴塗在鑄模托盤上,此塗層然後被置於紫外線下進行處理。之後鑄模托盤下降極小的距離,以供下一層堆疊上來。

2、還有的使用一種叫做「熔積成型」的技術,整個流程是在噴頭內熔化塑料,然後通過沉積塑料纖維的方式才形成薄層。

3、還有一些系統使用一種叫做「鐳射燒結」的技術,以粉末微粒作為列印介質。粉末微粒被噴撒在鑄模托盤上形成一層極薄的粉末層,熔鑄成指定形狀,然後由噴出的液態粘合劑進行固化。

4、有的則是利用真空中的電子流熔化粉末微粒,當遇到包含孔洞及懸臂這樣的複雜結構時,介質中就需要加入凝膠劑或其他物質以提供支撐或用來佔據空間。這部分粉末不會被熔鑄,最後只需用水或氣流沖洗掉支 撐物便可形成孔隙。

4樓:弘瑞3d列印

你是指的3d列印技術吧?目前3d印表機的技術主要有:fdm(fff),sla,dlp,clip,sls,slm等幾大類,此外還有生物3d列印。

fdm屬於熔融堆積技術,相當於將3d列印材料(abs,pla為主)融化後通過預先設定好的位置從列印噴頭中擠出,然後一層一層堆積起來形成固定樣式的三維模型。可以參考糕點師製作蛋糕擠奶油的過程。

sla屬於光固化技術,使用的材料是液態的光敏樹脂。通過uv紫外光將液態樹脂層層照射讓其固定位置固化,從而形成最終的三維模型。此過程與fdm技術有部分相似,但列印精度相比於fdm技術要好很多。

sls屬於粉末燒結技術,一般對列印材料有特殊要求的企業,會選擇尼龍粉末或常見金屬材料進行列印,而此技術相當於利用鐳射以點進行照射熔接粉末,從而一層層鋪設燒結往復而得到最終使用的模型。

dlp,clip基本屬於sla技術的延伸,與sla相比它們的速度更快,且精度更高,缺點就是由於使用的是液態光敏樹脂,那麼在材料的強度上比不過傳統塑料(當然也要看模型結構)

slm又叫選擇性鐳射熔融,相比於sls來說,其主要用於金屬粉末的燒結,對鐳射頭,溫度,使用環境,後處理裝置等要求非常嚴苛,面向科研單位,航空航天,軍工等高新技術研發部門使用。

5樓:匿名使用者

3d列印是新增劑製造技術的一種形式,在新增劑製造技術中三維物件是通過連續的物理層建立出來的。3d印表機相對於其他的新增劑製造技術而言,具有速度快,**便宜,高易用性等優點。 3d印表機就是可以「列印」出真實3d物體的一種裝置,功能上與鐳射成型技術一樣,採用分層加工、迭加成形,即通過逐層增加材料來生成3d實體,與傳統的去除材料加工技術完全不同。

稱之為「印表機」是參照了其技術原理,因為分層加工的過程與噴墨列印十分相似。隨著這項技術的不斷進步,我們已經能夠生產出與原型的外觀、感覺和功能極為接近的3d模型。 說的簡單一點,3d列印是斷層掃描的逆過程,斷層掃描是把某個東西「切「成無數疊加的片,3d列印就是一片一片的列印,然後疊加到一起,成為一個立體物體。

什麼是3d列印技術,什麼是3D列印技術?

3d列印即快速成型技術的一種,它是一種以數字模型檔案為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層列印的方式來構造物體的技術。1 節省材料。不用剔除邊角料,提高了材料的利用率,通過摒棄生產線而降低了成本 2 能做到較高的精度和很高的複雜程度,可以製造出採用傳統方法制造不出來的 非常複雜的製件 3...

3d列印是什麼東西,什麼是3d列印?

對於沒接觸過3d列印的童鞋來說,總覺得3d列印特別遙遠。今天晴子老師就來為大家揭開3d列印的神秘面紗 用通俗易懂的方式介紹什麼是3d列印技術。主要從技術原理 3d列印流程 3d列印應用領域三個方面進行介紹。什麼是3d列印技術?近年來,3d列印這個名詞逐漸從陌生走向熟悉,走進了人們的生活和工作。但是,...

3D印表機有什麼意義,3d印表機有什麼功能

看了些相關答案,覺得都不痛不癢。本人認為 人類經歷了石器時代 青內銅時代 鐵器時代 容 直到今天的3d列印 3d列印是人類生產製造技術的最重大革命!3d列印,讓每個人從消費者成為製造者,小到食品大到房屋航艦,一切皆可列印!未來,家裡最多的不是柴米油鹽醬醋茶,而是3d列印耗材!3d列印,是顛覆!3d列...