3D打印技術助力生物醫學快速發展（三）

3D打印要用於器官移植、細胞培育還要多久?在20日青島舉行的世界3D打印技術產業論壇上，這一問題最令人感興趣。所謂3D打印，又稱三維打印，即通過專門打印機，采用分層加工、疊加成型的方式逐層增加材料，“打印”出實物。目前，該打印技術已在生物醫藥領域初顯身手：打印牙齒、骨骼甚至腫瘤的立體模型用於輔助診療，都已有成功先例。但美國Drexel大學教授Jack Zhou表示，雖然3D打印目前在生物醫藥領域“遍地開花”，但是，一旦運用該項打印技術制成的物體要植入人體，必須經過大量細胞培養和試驗，來確保其能夠在人體存活。但人體組織之復雜，遠非現在的技術能夠駕馭。此外，3D打印使用的材料會否在長期使用中產生副作用，會否因與人體組織發生化學反應而產生毒素，都有待觀察。

患有樞椎惡性腫瘤的12歲小患者明浩，日前在北醫三院換上了世界首例3D打印的樞椎椎體。前天，小明浩自己邁步走出了北醫三院的大門。今年5月初的一天，身高1。8米的明浩和同學踢足球，一個簡單的頂球動作竟使他的樞椎受了傷。頂球逆向工程後，明浩並沒有太大感覺。第二天他的脖子才開始疼，家人以為他落枕了。一個多月過去了，落枕沒好，明浩全身開始麻木。在山東老家的檢查後發現，明浩樞椎出現骨折。因為部位特殊、病情較重，當地醫生建議到北京就診。7月中旬，一家人輾轉來到北醫三院，找到了國內脊柱腫瘤專家——骨科主任劉忠軍教授。經影像學檢查，骨折原因高度懷疑樞椎部位腫瘤3D列印；經穿刺活檢，確定腫瘤的性質——尤文氏肉瘤！

Laura Bosworth在她絕大多數時間裡，談的最多的是乳房，其中的重點是乳頭。在過去的三年時間裡，作為TeVido BioDevices的CEO，Bosworth一直在研究如何讓自己的產品能夠打樣為乳腺癌患者提供幫助。對身患乳腺癌的女性來說，乳房腫瘤切除術和乳房外科切除術所留下來的精神創傷非常大，該一直致力於研發人體組織，希望利用3D打印技術進行皮膚和脂肪移植。TeVido從接受者身上獲取脂肪和皮膚細胞，通過3D打印完成皮膚和脂肪移植。該的樣品第一款產品是為乳房再造的乳頭，不過他們的最終目標是為醫療美容行業提供更多脂肪移植產品。Bosworth在2010年開始3D打印乳頭的，當時她剛剛從工作了20年的戴爾退休，幸運地遇到了“生物打印之父”Thomas Boland博士，從而激發了她進軍這一領域的念頭。2011年，她和Boland共同創建了TeVido，進一步開發3D打印技術，並開始深入研究人體組織打印市場。Bosworth保守估計RP，TeVido的產品至少會有60億美元的市場。


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3D打印技術助力生物醫學快速發展（二）

　Stratasys /Ltd。是全球3D 打印的領先企業，引領3D打印的個人應用、原型制作、直接制造與3D打印材料的發展。Stratasys亞太區今日發布了最新的牙科客戶成功案例，分享新加坡頂級牙科診所 -- T32 牙科中心 (T32 Dental Centre) 對3D打印技術的應用經驗。T32牙科中心在數碼牙科工作流程中引進了3D打印技術，提升了植牙手術的精確度。 T32 牙科中心是東南亞首屈一指的牙科服務機構，引領數碼牙科的應用和發展。為加快術前准備工作並省去由外包制作手術導板而產生的費用，T32牙科中心在數碼牙科工作流程中引進3D打印技術 -- 選用Stratasys的Objet Eden260V 3D打印機，通過PolyJet 3D 打印技術制作出精細的植牙手術導板。3D打印技術的采用為該中心在短時間內迅速實現了投資回報。

“現在，我們可以更快、更准確地評估治療方案。通過3D打印個性化定制的手術導板，醫生能在手術前將其放置在患者的牙床，精准標出手術過RP程所需的角度和深度，從而確保種植體的准確植入，”T32 牙科中心創始人兼黃敬文醫生說，“自從中心引進了3D 打印機，我們最大限度地縮短了制造手術導板的時間。現在，僅需幾個小時，我們就能在診所內打印出手術導板。”

近日，中國和美國一組研究人員使用3D打印技術成功地創造了腫瘤三維模型。該模型中，宮頸癌細胞覆3D列印蓋“支架”纖維蛋白，腫瘤三維模型有助於新藥的發現，有助更好闡述腫瘤如何發展，成長和擴散到整個體。該研究結果發表在Biofabrication雜志。該三維模型包括一個網格結構，10mm寬度和長度，由明膠，藻酸鹽和纖維素組成，其代表了纖維蛋白(腫瘤的細胞外基質)。纖維蛋白網結構覆蓋Hela細胞，Hela細胞是一種獨特的“不朽”的細胞，最初來源於??1951年代宮頸癌患者。由於細胞在實驗室條件下無限分裂的能力，在過樣品去50年來細胞系已為科學研究作出巨大貢獻。雖然研究腫瘤的最有效的方法是進行臨床試驗，但倫理和安全限制，使得難以為進行廣泛規模的臨床研究。為了克服這一點，細胞單層的二維模型，模仿腫瘤的生理環境，使不同類型的藥物能給得到測試。

Drug Discovery Today雜志在愚人節的前一天發表了一篇奇葩的論文(Drug Discovery Today。2014，doi：10。1打樣016/j。drudis。2014。03。027。)，一位台灣學者稱將在5年內發明藥物打印機(DrugPrinter)原型，20年內推出藥物打印機，實現藥物一步打印、100%收率、無副產物。藥物打印機的思想來自於傳統的中國雞蛋餅烤箱，這種機器可以做出不同形狀的雞蛋餅，因此做出不同結構的藥物也是可行的。只要將藥物結構輸入計算機，藥物打印機就可以自動將藥物打印出來，用於後續研究。藥物打印機分成4個部分逆向工程：Parta是一個元素庫，就如激光打印機的顏料盒，分成金屬、非金屬、過渡金屬三大塊，當然最主要的是C、H、O這些藥物常見元素；Partb是各種元素輸送管路；Partc是藥物打印的核心模塊，抓取正確的原子放到正確的位置，並且形成化學鍵；Partd是產物儲存庫。


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3D打印技術助力生物醫學快速發展（一）

3D打印，即快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。近年來，3D打印技術在生物醫學領域的應用越來越廣泛，本文中盤點了3D打印技術在生物技術發展、臨床應用及市場開發上的研究現狀。

3D打印完整的人體器官是科學家一直以來的目標。近日，德國科學家朝這一目標前進了一大步，他們研制出了可3D打印人體組織的“墨水”。德國弗勞恩霍夫界面工程和生物技術研究所日前發表公報稱，他們對明膠進行化學處理後，使其成為適用於打印人體組織的“墨水”。明膠是從膠原質中提取的一種水溶性蛋白質，它是構成人體組織的主要成分。打樣由明膠制成的生物“墨水”在打印過程中可以保持液態，而非膠狀。在紫外線照射後，這種生物“墨水”的分子會交叉融合，形成一種水凝膠。這種水凝膠聚合體含有大量的水分，與真正的人體組織一樣。當溫度升高至37攝氏度時，它可以在水相環境中保持穩定。

布萊漢姆女子的科學家開發出一種新型顯微RP機器人技術，該技術能夠組裝符合材料，是3D打印和組織工程的基礎。相關報道發表在近期的Nature Com3D列印munications雜志上。組織工程和3D打印無疑在未來醫學中具有舉足輕重的作用。由於缺少足夠的器官供體，許多病人都不能恢復健康。用病人自身的細胞進行組織培養產生新器官不僅能夠緩解器官供體的問題，還能解決排斥反應問題。該新技術采用顯微控制技術，能夠在單細胞水平精確控制分隔細胞的水凝膠結構。該顯微機器人由磁場控制，精確度高。這對組織工程有重要意義，因為人類組織結構非常復雜，組織不同層面，不同位置的細胞類型都有可能是有差異的。Tasoglu博士稱，該新技術較以往技術的優勢在於，能夠精確控制，達到組織工程需要的精度。 

對3D打印最重要的期望之一是，我們終有一天能夠打印所需的器官。要一個新肝髒嗎?這就來，按下按鈕就可以了。我們期望的未來並不遙遠，來自澳大利亞臥龍崗大學(Un樣品iversityofWollongong)的科學家已經研制出了生物筆(BioPen)，它可以讓外科醫生在人體上3D打印出幾乎全新逆向工程的骨骼。生物筆使用所謂的“干細胞墨水”，一種可以形成新骨骼的人類細胞。所需的另一種物質是一種聚合物，它可以隔離受到手術的區域，以便干細胞不受打擾的工作。你可以想像這是多麼的行之有效：如果有人在事故中失去了部分骨頭，這種像筆一樣的工具可以直接對受傷區域進行修補。


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數控機械展 新增3D列印區

3D列印正夯，預定明年5月上旬登場的2014年台北國際數控機械暨制造技術展」順應潮流新增3D列印產品專區，預計吸引超過1。5萬名國外買主及國內業者到訪。

由中華民國對外貿易發展協會及台灣區機械工業同業公會共同舉辦的「2014年台北國際數控機械暨制造技術展(MTduo 2014)」將於2014年5月8日至11日RP在南港展覽館展出。

同時，台北國際木工機械暨材料展及台灣家具制造技術展也同期展出，在買主加乘效應下，參展廠商可開拓全新市場及客源。

外貿協會表示，MTduo 2014展覽預計征集300家廠商，使用1000個攤位，除展示最新打樣型自動化工具機及智慧型機器人產品外，也彙集最夯的3D列樣品印產品國內外大廠，展出最新機種與未來應用趨勢。

外貿協會指出，新增的3D列印產品專區，除力邀國內知名業者馬路科技、實威國際參展，展出代理的美國知名大廠3D-system產品及3D列印提供3D列印解決方案外，也展出台灣最新3D列印研發產品，包括從專業級到個人級的產品。

此外，為提高參展效益，外貿協會除邀請重量級國際買主來台觀展外，並安排一對一采購洽談會、舉辦新產品發表會與創新技術應用研討會，讓逆向工程業者一窺產業未來發展趨勢與市場潮流。



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中國３Ｄ列印市場處於產業化起步階段

隨著３Ｄ印表機日前在商城、亞馬遜等電子商務平台上架銷售，３Ｄ列印引發業內外各界討論。亞洲制造業協會首席執行官、世界３Ｄ列印技術產業聯盟秘書長羅軍指出，２０１２年是中國的３Ｄ列印科普年，隨著３Ｄ列印概念的普及，３Ｄ印表機會引起更廣泛的關注和推廣。

３Ｄ列印上世紀８０年代誕生於美國，學名是“增材制造”，是將設計好的物體轉化為三維設計圖，采用分層加工、疊加成型的方式逐層增加材料來列印真實物體。其工作原理與傳統列印原理類似，只不過３Ｄ印表機不用紙與墨，而是用塑膠、金屬、陶瓷、沙子等材料做成粉狀後充當3D列印“墨水”進行列印。

“市面上（包括網路上）銷售的只是桌面級３Ｄ印表機，這是３Ｄ列印技術裡面最簡單、科技含量最低，而且是未來最有可能在大眾中得到普及的３Ｄ印表機。”羅軍表示，桌面級３Ｄ印表機主要是滿足設計、創意打樣類行業的需求，目前，價位大都在１萬元人民幣左右，多以國產為主。
樣品
據了解，中國市場上的３Ｄ印表機主要分為三大類，分別是桌面級、工業級和生物醫學級。“中國３Ｄ列印技術起步於９０年代初期。目前，還處於產業化的起步階段，基本與國際同步。”羅軍說，中國３Ｄ印表機總體上與國際的差距並不大，但是由於工業化起步較晚、工業基礎比較薄弱，中國在工業級３Ｄ印表機的穩定性、精密度、材料等領域與國外還有一些差距。“但是，中國在大型金屬結構件直接制造方面也有自己的優勢，中國率RP先突破了在大型復雜金屬結構件制造方面的障礙，走在世界的前列。”

去年１０月，中國３Ｄ列印產業聯盟成立，標志著３Ｄ列印產業的資源整合已經步入新階段，不再是以往“小而散”的狀況。

羅軍預測，中國的３Ｄ列印市場將在三年內從目前的約１０億元人民幣增長到１００億元。
全球３Ｄ列印產業的權威研究機構美國沃勒斯發布的全球３Ｄ列印產業報告顯示，２０１２年全球３Ｄ列印設備和服務整體市場為２２億美元，其中，美國約佔６０％，德國、日本、中國等各逆向工程約佔１０％

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我國首款用於保障數控加工的信息安全產品成功開發

近日成功開發我國首款用於保障數控加工的信息安全產品，可以由外向內、從網絡到數控機床構建安全防線，形成牢固的“銅牆鐵壁”，確保安全。

該產品包括RP“HT706-CNCP數控系統終端信息安全防護設備”及“HT706-CISP邊界安全專用網關”，可通過對網絡防護和數控機床運行中數據安全兩方面的風險分析，得到數控加工信息安全的防護要求，給出技術措施。

　　該所有關專家介紹，數控機床作為生產加工企業的關鍵設備，正面臨著多樣的工業病毒和網絡攻擊風險。一旦防護不當受到外來攻擊，便會導致數控機床乃至整個生產線停機的3D列印危險。在我國，各大軍工制造單位的加工車間大量使用國外高檔數控機床設備。統計表明，德國打樣、日本Fanuc等品牌占據了高檔機床控制系統95%以上的市場份額。由於國外高檔機床系統日志文件數量極多，生產商對於日志的具體內容逆向工程含義不作說明，國內使用者無法得知其中包含的准確信息，嚴重威脅到我國關鍵領域關鍵部件的加工安全。

　　因此，保障數控加工制造的產業安全成為亟待解決的問題。706所研發人員表示，該所數控加工防護系統可突破信息化瓶頸，實現DNC網絡與辦公網的安全互聯，在很大程度上便利了各制造企業加工效率的提升。

樣品 
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我國首款數控加工信息安全產品誕生

近日，中國航天科工集團二院706所成功開發出我國首款用於保障數控加工的信息安全產品：“HT706-CNCP數控系統終端信息安全防護設備”及“HT706-CISP邊界安全專用網關”。

　　該數控加工信息安全解決方案可以由外向內、從網絡到數控機床構建安全防線，包括網絡防護和數控機床運行中的數據安全兩個方面。通過兩方面的風險分析，得到數控加工信息安全的防護要求，給出技術措施。

　　統計顯示，國外品牌佔據了我國高檔機床控制系統95%以上的市場份額。數控機床作為生產加RP工企業的關鍵設備，正面臨著多樣的工業病毒和網絡攻擊風險。一旦防護不當受到外來攻擊，便會導致數控機床乃至整個生產線停機的危險。2010年發生的“3D列印震網”病毒事件，更是為我國的工業控制系統安全敲響了警鐘。保障數控加工制造的產業安全，成為亟待解決的重大問題。

　　高檔機床系統日志文件數量極多，其中包含了機床加工中極為豐富的信息，能夠反映出該型機床生產的重要產品的各種技術信息。高檔數控機床關系到產業安全與國家安全，西方發樣品達國家不僅看重其豐厚利潤，更將其列為戰略物資，進行技術封鎖。而數控加工防護系統可突破信息化瓶頸，實現DNC網絡與辦公網的安全互聯，在很打樣大逆向工程程度上便利各制造企業加工效率的提升。





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數控加工中心成功轉型線上營銷

2013年第三季度中國移動互聯網市場規模達到278。7億元，商業化變現道路穩步邁進。所有企業都在聚焦，用何種方式才能在在移動互聯網市場中獲得先手。在移動互聯網風起雲湧之時，企業尤其是傳統企業如何適應時代的發展？在全社會積極創新升級換代之時，企業如何順應新的變化？行業專家逢革認為，實現線上線下相結合的營銷模式，是幫助企業適應時代變化，迎頭走在行業前端的關鍵所在。傳統行業數控加工中心迫切借勢實現轉型，以獲得更大的發展空間。

數控加工中心是目前世界上產量最高、應用最廣泛的數控機床之一。它的綜合加工能力較強，工件一次裝夾後能完成較多的加工內容，加工精度較高，就中等加工難度的批量工件，其效率是普通設備的5～10倍，特別是它能完成許多普通設備不能完成的加工，對形狀較復雜，精度要求高的單件加工或中小批量多品種生產更為適用。該行業的專家逢革對於數控專業知識非常了解，緊跟時代潮流，對於當前的互聯網行業也是知之甚多，她認為，一個企業必須緊跟時代潮流，順應時代的發展，趕上時代的步伐，隨著中國電子商務的崛打樣起和行業的高速發展，數控加工中心必須借勢轉型，才能發揮數控加工中心的優勢。

眾所周知，每天我們除了工作和睡覺之外，還有大把的碎片化時間，而這些碎片化時間的存在以及當前智能手機的普及，造就了移動互聯網行業的火爆。逢革表示，當前是互聯網發展的時代，數控加工中心進軍移動互聯網，將移動互聯網宣傳自身產品的一個重要渠道，推廣自己的新產品，通過這樣的模式去有效去吸引自己的目標客戶，消費者根據移動互聯網根據自己的主動需要，更加主動的搜索信息，實現企業和消費者之間的互動，成就了移RP動營銷的新高度。

逢革告訴我們，在一個移動的世界中，人與智能終端其實已經融為一體，每個節點之間更都是精准快捷的信息交互，新一輪企業營銷革命已被引發，移動營銷成為數3D列印控加工中心行業的新亮點，線上營銷樣品擴大了當前市場，增加了新用戶，也增加了產品的誠信度，這種方式也會將產品的優勢發揮淋漓盡致，數控加工中心在市場容量、市場價格等方面逆向工程的不可替代的優勢將在這種營銷模式下不斷展現。



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紫銅和黃銅焊接方法

焊接紫銅（即一般所稱的工業純銅）的方法有氣焊、手工碳弧焊、手工電弧焊和手工氬弧焊等方法，大型結構也可采用自動焊。

1。紫銅的氣焊

　　焊接紫銅最常用的是對接接頭，搭接接頭和丁字接頭盡量少采用。氣焊可采用兩種焊絲，一種是含有脫氧元素的焊絲，如絲201、202；另一種是3D列印一般的紫銅絲和母材的切條，采用氣劑301作助熔劑。氣焊紫銅時應采用中性焰。

　　2。紫銅的手工電弧焊

　　在手工電弧焊時采用紫銅焊條銅107，焊芯為紫銅（T2、T3）。打樣焊前應清理焊接處邊緣。焊件厚度大於4毫米時，焊前必須預熱，預熱溫度一般在400~500℃左右。用銅107焊條焊接，電源應采用直流反接。

　　焊接時應當用短弧，焊條不宜作橫向擺動。焊條作往復的直線運動，可以改善焊縫的成形。長焊縫應采用逐步退焊法。焊接速度應盡量快些。多層焊時，必須徹底清除層間的熔渣。

　　焊接應在通風良好的場所進行，以防止銅中毒現像。焊後應用平頭錘敲擊焊縫，消除應力和改善焊縫質量。

　　3。紫銅的手工氬弧焊

　　在紫銅手工氬弧焊時，RP采用的焊絲有絲201(特制紫銅焊絲)和絲202，也采用紫銅絲，如T2。

　　焊前應對工件焊接邊緣和焊絲表面的氧化膜、油等髒物都必須清理干淨，避免產生氣孔、夾渣等缺陷。清理的方法有機械清理法和化學清理法。

　　對接接頭板厚小於3毫米時，不開坡口；板厚為3～10毫米時，樣品開逆向工程V型坡口，坡口角度為60~70?；板厚大於10毫米時，開X型坡口，坡口角度為60~70?；為避免未焊透，一般不留鈍邊。根據板厚和坡口尺寸，對接接頭的裝配間隙在0。5～1。5毫米範圍內選取。

　　紫銅手工氬弧焊，通常是采用直流正接，即鎢極接負極。為了消除氣孔，保證焊縫根部可靠的熔合和焊透，必須提高焊接速度，減少氬氣消耗量，並預熱焊件。板 厚小於3毫米時，預熱溫度為150~300℃；板厚大於3毫米時，預熱溫度為350~500℃。預熱溫度不宜過高，否則使焊接接頭的機械性能降低。

　　還有紫銅的碳弧焊，碳弧焊使用的電極有碳精電極和石墨電極。紫銅碳弧焊所用的焊絲和氣焊時一樣，也可用母材剪條，可用氣焊紫銅的助熔劑，如氣劑301等。


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打樣

在印刷生產過程中，用照相方法或電子分色機所制得並作了逆向工程適當修整的底片，RP在印刷前印成校樣或用其他方法顯示制版效果的工藝。目的是確認印刷生產過程中的設置、處理和操作是否正確，為客戶提供最終印刷品的樣品，並不要求在視覺效果和質量上與最終印刷品完全一樣。打樣大體可以分為三種方法，即打樣機打3D列印樣、（色粉）簡易打樣、數字打樣。

最傳統的也是最可靠的一種打樣方法。它使用與正式印刷機相似的設備、印版、紙張和油墨，但打樣機一般都是單色或雙色機(一次運行只能得到一種或兩種顏色)，自動化程度不高，需要很高的操作技能和經驗，而且必須事先制作印版，因此打樣機打樣效率低、需要恆溫恆濕環境控制、成本較高。這種打樣方法在中國、日本等國家應用廣泛。

一種利用光化學反應獲得影像和彩色的打樣技術，主要有疊層膠片打樣和色粉打樣兩種。這兩種方法的共同特點是將分色網點膠片(如黃版)與附著在膠打樣片或紙張底基上的感光高分子塗層疊合(采用抽真空的方法)，通過分色加網膠片一側用紫外光源進行曝光，使曝光部分成為不可溶或失去黏著性，然後經過溶液顯影或色粉顯影，即可得到彩色影像。所不同的是，前者使用分別攜帶有黃、品紅、樣品青、黑顏料的感光高分子塗層的四張膠片，將曝光、溶液顯影處理後的膠片疊合在一起即可得到一張透射型彩色樣張；後者使用一張與實際印刷品相同的紙張，將無色黏性高分子塗層(類似於不干膠)附著在上面(采用專用的覆膜機)，經過曝光、色粉顯影處理，重復四次，即可得到一張反射型彩色樣張。色粉打樣起始於20世紀70年代中期，在歐、美等國家應用廣泛，但由於成像過程與實際印刷過程相差甚遠，很難做到樣張與印刷品完全一致。



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數字打樣

不同於上述兩種方法，既不需要中介的分色樣品網點膠片，也不需要印版。將數字印前系統(計算機)中生成的數字彩色圖像(又稱數字頁面或數字RP膠片)直接轉換成彩色樣張，即從計算機直接出樣張。數字打樣分為軟打樣和硬打樣。

軟打樣是將數字頁面直接在彩色顯示器(如計算機顯示屏)上進行顯示，它能夠做到與計算機處理實時顯示，具有速度快、成本低的優點，但因為是加色法顯色原理，而且材質和觀察條件也與實際印刷品相差較遠，如今3D列印出現利用液晶顯示屏打樣的軟打樣，已有改進。硬打樣如同計算機彩色噴繪一樣，直接將數字頁面轉換成彩色硬拷貝(采用噴墨打印、染料升華、熱蠟轉移、彩色靜電照相等成像技術)。由於計算機圖像處理和模擬、控制技術的進步，盡管紙張和呈色劑都與實際印刷不完全一樣，但數字硬打樣已經可以做到與實際印刷品效果非常接近，高質量的產品(如染料熱升華)可達到95%以上的完全一致。

數字打樣是20逆向工程世紀90年代初期才興起的打樣方法，但其快速、高效和直接數字轉換的特點與印刷技術數字化和網絡化的發展完全吻合，21世紀初已成為主要的打樣方法之一。



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中國３Ｄ列印市場處於產業化起步階段

隨著３Ｄ印表機日前在商城、亞馬遜等電子商務平打樣台上架銷售，３Ｄ列印引發業內外各界討論。亞洲制造業協會首席執行官、世界３Ｄ列印技術產業聯盟秘書長羅軍指出，２０１２年是中國的３Ｄ列印科普年，隨著３Ｄ列印概念的普及，３Ｄ印表機會引起更廣泛的關注和推廣。

３Ｄ列印上世紀８０年代誕生於美國，學名是“增材制造”，是將設計好的物體轉化為三維設計圖，采用分層加工、疊加成型的方式逐層增加材料來列印真實物體。其工作原理與傳統列印原理類似，只不過３Ｄ印表機不用紙與墨，而是用塑膠、金屬、陶瓷、沙子等材料做成粉狀後充當“墨水”進行列印。

“市面上（包括網路上）銷售的只是桌面級３Ｄ印表機，這是３Ｄ列印技術裡面最簡單、科技含量最低，而且是未來最有可能在大眾中得到普及的３Ｄ印表機。”羅軍表示，桌面級３Ｄ印表機主要是滿足設計、創意類行業的需求，目前，價位大都在１萬元人民幣左右，多以國產為主。

據了解，中國市場上的３Ｄ印表機主要分為三大類，分別是桌面級、工業級和生物RP醫學級。“中國３Ｄ列印技術起步於９０年代初期。目前，還處於產業化的起步階段，基本與國際同步。”羅軍說，中國３Ｄ印表機總體上與國際的差距並不大，但是由於工業化起步較晚、工業基礎比較3D列印薄弱，中國在工業級３Ｄ印表機的穩定性、精密度、材料等領域與國外還有一些差距。“但是，中國在大型金屬結構件直接制造方面也有自己的優勢，中國率先突破了在大型復雜金屬結構件制造方面的障礙，走在世界的前列。”

去年１０月，中國３Ｄ列印樣品產業聯盟成立，標志著３Ｄ列印產業的資源整合已經步入新階段，不再是以往“小而散”的狀況。

羅軍預測，中國的３Ｄ列印市場將在三年內從目前的約１０億元人民幣增長到１００億元。
全球３Ｄ列印產業的權威研究逆向工程機構美國沃勒斯發布的全球３Ｄ列印產業報告顯示，２０１２年全球３Ｄ列印設備和服務整體市場為２２億美元，其中，美國約佔６０％，德國、日本、中國等各約佔１０％。


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數控機械展 新增3D列印區

3D列印正夯，預定明年5月上旬登場的2014年台北國際數控機械暨制造技術展」順應潮流新增3D列印產品專區，預計吸引超過1。5萬名國外買主及國內業者到訪。

打樣 由中華民國對外貿易發展協會及台灣區機械工業同業公會共同舉辦的「2014年台北國際數控機械暨制造技術展(MTduo 2014)」將於2014年5月8日至11日在南港展覽館展出。

同時，台北國際木工機械暨材料展及台灣家具制造技術展也同期展出，在樣品買主加乘效應下，參展廠商可開拓全新市場及客源。

外貿協會表示，MTduo逆向工程 2014展覽預計征集300家廠商，使用1000個攤位，除展示最新型自動化工具機及智慧型機器人產品外，也彙集最夯的3D列印產品國內外大廠，展出最新機種與未來應用趨勢。

外貿協會指出，新增的3D列印產品專區，除力邀3D列印國內知名業者馬路科技、實威國際參展，展出代理的美國知名大廠3D-system產品及提供3D列印解決方案外，也展出台灣最新3D列印研發產品，包括從專業級到個人級的產品。

此外，為提高參展效益，外貿協會除邀請重量級國際買主來台觀展外，並安排一對一采購洽談會、舉辦新產品發表會與創新技術應用研討會，讓業者一窺產業未來發展RP趨勢與市場潮流。



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3D打印技術助力生物醫學快速發展（一）

3D打印，即快速成型技術的一種，RP它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等3D列印可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。近年來，3D打印技術在生物醫學領域的應用越來越廣泛，本文中盤點了3D打印技術在生物技術發展、臨床應用及市場開發上的研究現狀。

3D打印完整的人體器官是科學家一直以來的目標。近日，德國科學家朝這一目標前進了一大步，他們研制出了可3D打印人體組織的“墨水”。德國弗勞恩霍夫界面工程和生物技術研究所日前發表公報稱，他們對明膠進行化學處理後，使其成為適用於打印人體組織的“墨水”。明膠是從膠原質中提取的一種打樣水溶性蛋白質，它是構成人體組織的主要成分。由明膠制成的生物“墨水”在打印過程中可以保持液態，而非膠狀。在紫外線照射後，這種生物“墨水”的分子會交叉融合，形成一種水凝膠。這種水凝膠聚合體含有大量的水分，與真正的人體組織一樣。當溫度升高至37攝氏度時，它可以在水相環境中保持穩定。

布萊漢姆女子的科學家開發出一種新型顯微機器人技術，該技術能夠組裝符合材料，是3D打印和組織工程的基樣品礎。相關報道發表在近期的Nature Communications雜志上。組織工程和3D打印無疑在未來醫學中具有舉足輕重的作用。由於缺少足夠的器官供體，許多病人都不能恢復健康。用病人自身的細胞進行組織培養產生新器官不僅能夠緩解器官供體的問題，還能解決排斥反應問題。該新技術采用顯微控制技術，能夠在單細胞逆向工程水平精確控制分隔細胞的水凝膠結構。該顯微機器人由磁場控制，精確度高。這對組織工程有重要意義，因為人類組織結構非常復雜，組織不同層面，不同位置的細胞類型都有可能是有差異的。Tasoglu博士稱，該新技術較以往技術的優勢在於，能夠精確控制，達到組織工程需要的精度。 

對3D打印最重要的期望之一是，我們終有一天能夠打印所需的器官。要一個新肝髒嗎?這就來，按下按鈕就可以了。我們期望的未來並不遙遠，來自澳大利亞臥龍崗大學(UniversityofWollongong)的科學家已經研制出了生物筆(BioPen)，它可以讓外科醫生在人體上3D打印出幾乎全新的骨骼。生物筆使用所謂的“干細胞墨水”，一種可以形成新骨骼的人類細胞。所需的另一種物質是一種聚合物，它可以隔離受到手術的區域，以便干細胞不受打擾的工作。你可以想像這是多麼的行之有效：如果有人在事故中失去了部分骨頭，這種像筆一樣的工具可以直接對受傷區域進行修補。






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“３Ｄ列印”開始影響普通人生活

先在電腦裡用軟體設計形狀各異的三逆向工程維模型，再將模型數據輸入３Ｄ印表機，按下“確定”按鈕後，印表機就開始忙碌起來。材料噴頭先擠出RP一個點，接著是一條線，再是一層平面，然後再覆蓋一層……近兩個小時過去，虛擬世界中的三維模型就“搬”到了現實。

正在青島召開的“２０１４世界３Ｄ列印技術產業大會暨博覽會”上，來自世界各地的３Ｄ列印企業向參觀者提供著類似的３Ｄ列印體驗。據世界３Ｄ列印技術產業聯盟秘書長羅軍介紹，３Ｄ列印就是將設計好的物體轉化為三維設計圖，采用分層加工、疊加成形的方式逐層增加材料來列印真實的物體。“３Ｄ列印”在教育領域已形成了較大的市場。“從小學到大學，國內不少學校均將３Ｄ印表機作為教學實踐的工具，小學生不用像過去那樣剪紙了，可以用它將自己的想法變成實物，大學生也可以用它完成各種設計的創作。”

3D列印不僅是教學，來自國內外的企業展出的用３Ｄ印表機列印出來的各種生活用品讓人們大開眼界：縮小版的世界知名建築如獅身人面像，輕便的自行車，列印完即可穿走的運動鞋，惟妙惟肖的人物造型……生打樣活中常見的物品就這樣被列印出來。一些企業和專家認為，“３Ｄ列印”將使得人們的生活更加便捷，這不僅體現在個性化的產品，同時也體現在其他領域。據參加大會的專家和企業介紹，目前“３Ｄ列印”已被運用在文化創意、文物修復、生物醫療、工業設計等多個領域。例如在醫療領域，“３Ｄ列印”被運用於牙齒再造和骨骼修復等方面，從而使治療更加精准及時。

不過，一些專家也預計，隨著知識的普及和相關技術的完善，“３Ｄ列印”消費的成本將進一步下降。中國科學院材料技術與工程研究所高級研究員張文武說：“可以預測一下，今後１０年內可能是３Ｄ列印技術快速發展的階段，無論是制造工樣品藝還是材料方面，都會有大規模的成本下降和技術工藝的成熟，甚至有可能１５年左右３Ｄ列印技術將出現非常大的變化。”




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3D列印用途廣 有助手術一目瞭然

3D列印技術日新月異，可廣泛運用在各領域，其中醫學樣品也是適用範圍。衛福部臺北骨科醫師潘毅軒就透過3D列印，做出一比一大小的骨頭模型，向82歲的陳婆婆說明手術規劃，不僅能讓患者更清楚了解手術過程，還能縮短手術時間，並減少骨骼旁的軟組織破壞，增加手術成功率。最後，陳婆婆手術順利成功，復原狀況良好。

高齡82歲的陳婆婆，左手因為前2周跌倒，造成疼痛不已，曾到某治療，被診斷為單純骨裂，僅需打石膏固定。但在某次門診追蹤時發現，不僅骨折嚴重，關節還脫位，醫師建議手術治療。但由於陳婆婆有骨質疏鬆問題，無法預期手術成功率，讓患者感到擔憂，隨後，聽從朋RP友建議來到臺北骨科求診。潘毅軒說，透過電腦斷層影像了解，手術的確存在高風險，為讓患者能了解手術經過，特別以3D列印方式，做出和原來骨骼尺寸大小相同的模型。

在有了模型輔助後，可以更清楚了解骨折情形3D列印，協助手打樣術時縮小傷口和減少組織破壞。手術中使用的骨板，也可透過模型，協助術前挑選，和預先扳折至完全符合病患骨骼構造，提升精準度。潘毅軒指出，大部分病情單純和成功率高的手術，不需要用3D列印；而緊急手術因有時效性，也無逆向工程法使用。像是粉碎骨折及矯正切骨等較複雜的手術，且非緊急時，3D列印可派上用場，增進手術成功率。


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中國３Ｄ列印方興未艾

風靡全球的３Ｄ列印技術在中國正掀起打樣一股發展熱潮，傳統產業從業者和新興創業者紛紛將未來經濟增長的目光轉向這個被視為推動“第三次工業革命”的新技術，但熱鬧的背後，不少人認為，現階段３Ｄ列印的發展取決於其市場能否被有效打開。２０１４世界３Ｄ列印技術產業大會暨博覽會１９日在山東青島開幕，來自１０多個國家和地區的３Ｄ列印企業代表和１０００多名專家參加，國內外１１０多家３Ｄ列印企業展示最新３Ｄ列印設備、工藝和作品。

盡管起步晚於國外，中國３Ｄ列印企業所展現的熱情毫不遜色。展會的組織方之一中國３Ｄ列印技術產業聯盟秘書長羅軍介紹說，從去年首屆列印大會上聯盟成立起，由國內十幾家企業組成的產業聯盟一年內增加到了五六十家企業，標志著中國３Ｄ列印資源整合步入新階段，告別以往“小而散”的局面。展會上首發的《中國３Ｄ列印的未來》一書從技術的角度解釋，實際上３Ｄ列印是將RP設計好的物體轉化為三維設計圖，采用分層加工、疊加成形的方式逐層增加材料來列印真實的物體。這次展會上中國企業所展示的產品，大到建築、小到細胞都已能通過３Ｄ列印實現。去年涉足３Ｄ列印的金運鐳射股份有限展示了擁有自主知識產權的桌面３Ｄ印表機，３Ｄ列印事業部彭軍說，今年２月３Ｄ印表機研發成功，至今已經賣出數百台，主要是用於產品設計模型列印。

“３Ｄ列印將成為未來發展的新增長點，因為市場太大了，很多東西都能通過３Ｄ列印實現，並帶來可觀的利潤。”兩年前開始3D列印提供３Ｄ造像列印服務的“記夢館”創始人楊智博在去年博覽會上的展位只有９平米，這次擴大到１５０平米。“‘記夢館’創立６個月就實現了盈利，今年我們又推出了３Ｄ列印雲平台和雲工廠，提供線上線下定制服務。目前，每天接５０－１００單，２０多台３Ｄ印表機一直滿負荷運轉。”楊智博說，“記夢館”已經分布在北京、上海、等大中城市擁有２０家連鎖門店，營業額同比增長３００％。３Ｄ列印在工業、醫療領域的應用更凸顯了未來的潛力。３Ｄ列印企業青島尤尼科技有限在博覽會上稱，他們通過３Ｄ生物印表機列印輸出的脂肪干細胞和眼角膜基質細胞已連續培養９天，成功傳代３次，至今保持活性。

中國３Ｄ列印市場增長非常快。據中國３Ｄ列印技術產業聯盟提供的數據，２０１２年，全球３Ｄ列印的產業值樣品約是１２０億元人民幣，其中中國是１０億元。去年，全球是２００億元規模，中國突破２０億元。今年中國的產值有望達到４０億元到５０億元的規模。不過，不少人坦言，炙手可熱的３Ｄ列印在絕大多數中國消費者的頭腦中還只是個概念，中國３Ｄ列印市場應用推廣與產業的成長還不逆向工程匹配，仍有很大的潛力可挖，關鍵是尋找一個成熟的商業模式

制約３Ｄ列印大眾消費市場的第一要素是應用性，專業客戶可以操控這個設備，但大多數普通消費者不懂３Ｄ列印軟體。此外，３Ｄ列印原材料的研發，用於模具、模型和大型金屬構件直接制造的工業類印表機以及用於列印牙齒、骨骼修復等產品的生物工程類印表機的研發與國外同行仍有一定的差距。


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明膠“墨水”可３Ｄ列印人體組織

３Ｄ列印完整的人體器官是科學家一直以來的目標。近3D列印日，德國科學家朝這一目標前進了一大步，他們研製出了可３Ｄ列印人體組織的“墨水”。

德國弗勞恩霍夫介面工程和生物技術研究所日前發表公報稱，他們對明膠進行化學處理後，使其成為適用於列印人體組織的“墨水”。明膠是從膠原質中提取的一種水溶性蛋白質，它是構成人體組織的主要成分。

由明膠製成的生物“墨水RP”在列印過程中可以保持液態，而非膠狀打樣。在紫外線照射後，這種生物“墨水”的分子會交叉融合，形成一種水凝膠。這種水凝膠聚合體含有大量的水分，與真正的人體組織一樣。當溫度升高至３７攝氏度時，它可以在水相環境中保持穩定。

通過控制生物“墨水”的化學處理過程，還可使凝膠具有不同的強度和膨脹性，使其像較堅硬樣品的軟骨組織或柔軟的脂肪組織。

目前，醫學介面臨的最大挑戰是生成帶有血管網的組織。一旦擁有自身的血管體系，３Ｄ列印的組織就可以自給自足地獲得營養。研究人員表示，希望逆向工程不久在此方面獲得突破。


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專家說３Ｄ列印正向多領域滲透

看過３Ｄ電影，玩過３Ｄ游戲，是否嘗試過３ＤRP列印？以色列３Ｄ列印高管２８日說，３Ｄ列印這項過去１０年間發展起來的新興技術，正向多領域滲透，必將對包括設計業在內的多個行業產生重大影響。

所謂３Ｄ列印，其工作原理與傳統列印原理類似，主要區別在於３Ｄ印表機使用的“墨水”是實實在在的原材料。３Ｄ印表機不用紙或墨，而是通過電腦輔助設計、 遠端資料傳輸、鐳射掃描、材料熔融3D列印等一系列技術，使特定金屬粉或者可塑性高的材料熔化，並按電打樣子模型圖的指示一層層疊加“鑄造”起來，最終把電子模型圖變 成實物。據業內人士估算，去年３Ｄ列印產品和服務的銷售樣品額是１７億美元，其中零部件制造業占了很大比重。

以色列Ｏｂｊｅｔ亞太區經理吉拉德•伊龍２８日在德國法蘭克福３Ｄ列印技術展會上對新華社說，眼下３Ｄ列印的主要目標群體仍是專業領域人員，但專業群體和業余群體的差距正不斷縮小。伊龍認為，伴隨著科技進步，３Ｄ列印將逐步從專業領域走入民眾日常生活。Ｏｂｊｅｔ 是高解析度、超薄３Ｄ列印系統和材料的全球供應商。該首席執行官大衛•賴斯介紹說，３Ｄ列印現在已開始應用於藝術、醫療等多個領域，幫助藝術家創 作，協助醫生解決醫療難題。比如，日本、荷蘭研究人員已成功借助３Ｄ列印技術設計培育出人體組織，以減輕患者痛苦。預計，未來的傢俱生產商將不再需要設計千篇一律、缺乏新意的產品，而是由顧客提供自行設計的產品圖。購物網站可能只需提供產品設計圖，由顧客在家自行列逆向工程印成品，從而大幅減少運費……

雖然３Ｄ列印現階段會對設計業產生重大影響，但賴斯同時表示，借助這項技術實現制造業的徹底改變仍需很長時間。據他判斷，在今後很長一段時間內，３Ｄ列印與傳統制造工藝將不可分割地共存。



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