液体金属

3D打印到底是什么都有哪些用途,能改变我

发布时间:2024/9/13 12:20:36   

根据《巴黎人报》11月的报道,一名因为鼻腔癌而失去鼻子的法国妇女,在3D打印技术的帮助下,在手臂上构建了一个新的轮廓模型鼻子,现在,这个鼻子已经成功安装到了面部,并且移植皮肤进行覆盖,和自然生长的鼻子毫无二致。

3D打印在医学的应用我们不是第一次听说,但这项新技术依然能够一次又一次地突破我们的预期,这不禁让人联想,如果未来,我们连心脏、肾这些至关重要的“生命维持器官”也可以“打印”出来,是不是会造就越来越多的医学奇迹?

3D打印是怎样让鼻子从手臂上“长”出来的?

据报道,没有鼻子对这位妇女的生活造成了很大的影响,所以在这之前,医生和这位患者都尝试过很多种办法来重新获得鼻子,但是都以失败告终。

但是3D打印技术让他们重新看到了希望,医院与法国医药公司合作,运用最新的3D打印技术,并以生物材料为辅,打印出了一个可以替代软骨的新鼻子,并将这个软骨移植在这位女患者的手臂上进行培养,经过2个月的努力,终于成功培养出一个新的鼻子。

移植到面部后,医生通过显微外科手术,对血管进行重建。负责这个项目的耳鼻喉医师杜普列特·波利斯说,仅经过了10天的住院治疗和3周的抗生素治疗后,患者的恢复状况已经十分良好,能够正常生活了。

这听起来确实很不可思议,3D打印到底是什么,为什么连鼻子都可以打印?

19世纪,美国人就提出了3D打印的概念,直到20世纪80年代,这个技术才基本成型,所谓3D,其实就是我们平常所说的三维,首先通过采集我们需要打印物品的三维数据,然后进行三维成像,建立一个数字模型,3D打印机按照数字模型将这个物品堆砌成型,得到一个看得见摸得着的实实在在的东西。

3D打印和常见的普通打印有相似之处,需要提前在打印机中装上需要的材料,但不同之处是,普通打印机装的是墨水和纸张,而3D打印机装的是塑料、金属粉末、玻璃、橡胶等等各种固体液体。普通打印机在纸张上打印出来的是二维数据,而三维打印机打印出来的是立体的物品。

它的原理并不复杂,在电脑中设计出需要打印物体的数字模型和3D数据,将数据传输到打印机中,打印机开始逐层分切,分切完成后从下到上一次打印,打印时,层与层之间将会通过特殊的胶水来进行粘合,一层一层叠加。

只需要很短的时间,就可以打印出自己想要的东西。通俗来说,3D打印就像我们在海边用沙子堆砌城堡,想好要堆的样式后,就开始用沙子一层一层堆砌。

3D打印还有很多应用。骨性结构的损伤,都可以通过3D打印来进行修复。对于耳鼻喉科来说,可以通过3D打印来置换鼻子、耳朵等等。

对于骨骼来说,一般是骨性结构的替换,比如说某位患者的膝关节坏死,就可以通过打印骨骼来替换坏死关节,3D打印的骨骼形状、结构等等都与原骨骼无异。对于胸外科来说,3D打印方面的发展就相对慢一些,但是在肋骨、胸骨置换方面也有应用。

其次,3D建模对于临床医生有很大的指导作用。举个例子,对于一个复杂的肺癌手术,血管和血管之间连接得很紧密,直接手术风险很大,但是如果提前把患者的身体数据提取出来,通过3D打印技术进行模型建立,有了模型医生就可以先在模型上进行操作,模拟手术过程,将会大大降低手术风险。

由于3D材料需要与人体接触或者直接植入人体内部,必须要考虑到3D材料和人体的相容性,因此,选择合适的材料和粘合方式十分重要。

在医疗上,3D打印使用最广泛的材料一般是钛合金,钛合金与人体的相容性比较高,钛合金材料粉碎成很细腻的颗粒后,作为3D打印机的材料加入,然后再根据人体的数学模型,采用激光粘合的方式,将目标物体打印出来。

3D打印技术在医学领域的重大突破,我们相信在未来,3D打印技术还会有越来越多的医学领域的发展。

3D打印,或将改变我们未来生活

3D打印技术应用范围很广,除了医疗领域,还可以应用在建筑、交通甚至是航空航天等等很多领域。

3D打印技术在建筑领域的应用:年8月13日,《日本经济新闻》发表了一篇文章,宣称通过3D打印技术,10天就可以建造一间房屋,他们又是如何做到的?

3D打印房屋其实就是将打印机里的材料换成建造房屋的泥沙、混凝土,这个用于打印房屋的3D打印机比一般的3D打印机个头大很多,是一个占据大半个仓库的巨大方框形的结构。

首先工程师们用电脑进行数字建模,将房屋的形状、高度、占地面积都计算好,其次,将房屋划分为几个区,将特制的泥沙混凝土装进3D打印机里,这个3D打印机上部是可移动的打印喷头,打印喷头就像在给奶油蛋糕裱花,源源不断地喷出混凝土材料。

从房屋地基开始,将混凝土材料一层一层地叠加在一起,在一些需要拐角的地方,也不必担心会出现差错,因为3D打印机远比我们想象的灵活得多,它会按照设定好的程序变换方向,打印出一个完美的直角。每层混凝土的厚度约为3.0厘米。

年,中建股份技术中心和中建二局华南公司联合用3D打印技术,建造了一座高7.2米的双层房屋,占地面积约为平方米。3D打印技术效率极高,不到30个小时,就打印完成了一层楼的墙面。如果通过3D打印技术建造一间小型房屋,大概10天的时间就可以完成。值得一提的是,3D打印房屋比传统的建造工程节省了近30%的成本。

3D打印房屋虽然方便快捷,但是由于技术上还存在很多不足,所以只能打印相对小型的住房,而智能化的高楼大厦以目前的打印水平还达不到。

3D打印还可以应用在生产中,3D打印大大简化了生产过程。

比如一款普通的涡轮螺旋桨发动机,由大约个零件组成,每一个零件都需要单独制造,但是如果通过3D打印技术,只需要打印12个零件,再将这12个零件进行组装,就可以得到一个功能齐全的发动机,但是在重量上却减少了,燃烧性能增加了20%。

目前3D打印技术还在不断发展,3D打印技术大大方便了我们的生活,可以说3D打印的出现对很多行业来说都将是革命性的改变。



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