【正文】 印技術(shù)制造。 NASA也因此成為首家嘗試使用 3D 打印技術(shù)制造整臺(tái)儀器的單位。 這款太空望遠(yuǎn)鏡功能齊全，其 毫米的攝像頭使其能夠放進(jìn)立方體衛(wèi)星（ CubeSat，一款微型衛(wèi)星）當(dāng)中。據(jù)了解，這款太空望遠(yuǎn)鏡的外管、外擋板及光學(xué)鏡架全部作為單獨(dú)的結(jié)構(gòu)直接打印而成，只有鏡面和鏡頭尚未實(shí)現(xiàn)。該儀器將于 2021 年開展震動(dòng)和熱真空測(cè)試。 這款長(zhǎng) 毫米的望遠(yuǎn)鏡將全部由鋁和鈦制成，而且只需通過 3D 打印技術(shù)制造 4個(gè)零件即可，相比而言，傳統(tǒng)制造方法所需的零件數(shù)是 3D打印的 510 倍。此外，在 3D打印的望遠(yuǎn)鏡中，可將用來減少望遠(yuǎn)鏡中雜散光的儀器擋板做成帶有角度的樣式，這是傳統(tǒng)制作方法在一個(gè)零件中所無法實(shí)現(xiàn)的。 2021 年 8 月 31日，美國宇航局的工程師們剛剛完成了 3D 打印火箭噴射器的測(cè)試，本項(xiàng)研究在于提高火箭發(fā)動(dòng)機(jī)某個(gè)組件的性能，由于噴射器內(nèi)液態(tài)氧和氣態(tài)氫一起混合反應(yīng)，這里的燃燒溫度可達(dá)到 6000 華氏度，大約為 3315 攝氏度，可產(chǎn)生 2萬磅的推力，約為 9噸左右，驗(yàn)證了 3D 打印技術(shù)在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)制造上的可行性。本項(xiàng)測(cè)試工作位于阿拉巴馬亨茨維爾的美國宇航局馬歇爾太空飛行中心，這里擁有較為完善的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試條件，工程師可驗(yàn)證 3D 打印部件在點(diǎn)火環(huán)境中的性能。 制造火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的噴射器需要精度較高的加工技術(shù)，如果使用 3D 打印技術(shù)，就可以降低制造上的復(fù)雜程度，在計(jì)算機(jī)中建立噴射器的三維圖像，打印的材料為金屬粉末和激光，在較高的溫度下，金屬粉末可被重新塑造成我們需要的樣子。火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中的噴射器內(nèi)有數(shù)十個(gè)噴射元件，要建造大小相似的元件需 要一定的加工精度，該技術(shù)測(cè)試成功后將用于制造 RS25 發(fā)動(dòng)機(jī)，其作為美國宇航局未來太空發(fā)射系統(tǒng)的主要?jiǎng)恿?，該火箭可運(yùn)載宇航員超越近地軌道，進(jìn)入更遙遠(yuǎn)的深空。馬歇爾中心的工程部主任克里斯認(rèn)為 3D 打印技術(shù)在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器上應(yīng)用只是第一步，我們的目的在于測(cè)試 3D 打印部件如何能徹底改變火箭的設(shè)計(jì)與制造，并提高系統(tǒng)的性能，更重要的是可以節(jié)省時(shí)間和成本，不太容易出現(xiàn)故障。本次測(cè)試中，兩具火箭噴射器進(jìn)行了點(diǎn)火，每次 5 秒，設(shè)計(jì)人員創(chuàng)建的復(fù)雜幾何流體模型允許氧氣和氫氣充分混合，壓力為每平方英寸 1400 磅。 2021 年 10 月 11 日，英國一個(gè)發(fā)燒友團(tuán)隊(duì)用 3D 打印技術(shù)制出了一枚火箭，他們還準(zhǔn)備讓這個(gè)世界上第一個(gè)打印出來的火箭升空。該團(tuán)隊(duì)于當(dāng)?shù)貢r(shí)間在倫敦的辦公室向媒體介紹這個(gè)世界第一架用 3D 打印技術(shù)制造出的火箭。團(tuán)隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)海恩斯說，有了 3D 打印技術(shù)，要制造出高度復(fù)雜的形狀并不困難。就算要修改設(shè)計(jì)原型，只要在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的軟件上做出修改，打印機(jī)將會(huì)做出相對(duì)的調(diào)整。這比之前的傳統(tǒng)制造方式方便許多。既然美國宇航局已經(jīng)在使用 3D 打印技術(shù)制造火箭的零件， 3D 打印技術(shù)的前景是十分光明的。 據(jù)介紹，這個(gè)名為 “低軌道氦輔助導(dǎo)航 ”的工程項(xiàng)目由一家德國 數(shù)據(jù)分析公司贊助。打印出的這枚火箭重 3 公斤，高度相當(dāng)于一般成年人身高，是該團(tuán)隊(duì)用 4 年時(shí)間、花了 6000英鎊制造出來的。等一筆 ，他們將于今年底在新墨西哥州的美國航天港發(fā)射該火箭。一個(gè)裝滿氦的巨型氣球?qū)鸦鸺嵘?20210米高空，裝置在火箭里的全球定位系統(tǒng)將啟動(dòng)火箭引擎，火箭噴射速度將達(dá)到每小時(shí) 1610 公里。之后，火箭上的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)將引導(dǎo)火箭回返地球，而里頭的攝像機(jī)將把整個(gè)過程拍攝下來。 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域 3D打印頭蓋骨 2021 年 8 月 28 日， 46 歲的周至農(nóng)民胡師傅在自家蓋房子時(shí)， 從 3 層樓墜落后砸到一堆木頭上，左腦蓋被撞碎，在當(dāng)?shù)蒯t(yī)院手術(shù)后，胡師傅雖然性命無損，但左腦蓋凹陷，在別人眼里成了個(gè) “半頭人 ”。 除了面容異于常人，事故還傷了胡師傅的視力和語言功能。醫(yī)生為幫其恢復(fù)形象，采用 3D打印技術(shù)輔助設(shè)計(jì)缺損顱骨外形，設(shè)計(jì)了鈦金屬網(wǎng)重建缺損顱眶骨，制作出缺損的左 “腦蓋 ”，最終實(shí)現(xiàn)左右對(duì)稱。 醫(yī)生稱手術(shù)約需 5 至 10 小時(shí)，除了用鈦網(wǎng)支撐起左邊腦蓋外，還需要從腿部取肌肉進(jìn)行填補(bǔ)。手術(shù)后，胡師傅的容貌將恢復(fù)，至于語言功能還得術(shù)后看恢復(fù)情況。 3D打印脊椎植入人體 2021 年 8 月，北京大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)成 功地為一名 12歲男孩植入了 3D 打印脊椎，這屬全球首例。據(jù)了解，這位小男孩的脊椎在一次足球受傷之后長(zhǎng)出了一顆惡性腫瘤，醫(yī)生不得不選擇移除掉腫瘤所在的脊椎。不過，這次的手術(shù)比較特殊的是，醫(yī)生并未采用傳統(tǒng)的脊椎移植手術(shù)，而是嘗試先進(jìn)的 3D 打印技術(shù)。 研究人員表示，這種植入物可以跟現(xiàn)有骨骼非常好地結(jié)合起來，而且還能縮短病人的康復(fù)時(shí)間。由于植入的 3D脊椎可以很好地跟周圍的骨骼結(jié)合在一起，所以它并不需要太多的 “錨定 ”。此外，研究人員還在上面設(shè)立了微孔洞，它能幫助骨骼在合金之間生長(zhǎng)，換言之，植入進(jìn)去的 3D 打印脊椎將跟原脊 柱牢牢地生長(zhǎng)在一起，這也意味著未來不會(huì)發(fā)生松動(dòng)的情況。 3D打印手掌治療殘疾 2021 年 10月，醫(yī)生和科學(xué)家們使用 3D打印技術(shù)為英國蘇格蘭一名 5歲女童裝上 手掌 。 這名女童名為海莉 弗雷澤，出生時(shí)左臂就有殘疾，沒有手掌，只有手腕。在醫(yī)生和科學(xué)家的合作下，為她設(shè)計(jì)了專用假肢并成功安裝。 3D打印心臟救活 2周大先心病嬰兒 2021 年 10 月 13 日，紐約長(zhǎng)老會(huì)醫(yī)院的埃米爾 巴查博士 ( Bacha)醫(yī)生就講述了他使用 3D 打印的心臟救活一名 2 周大嬰兒的故事。這名嬰兒患有先天性心臟缺陷，它會(huì)在心臟內(nèi)部制造 “大量的洞 ”。在過去，這種類型的手術(shù)需要停掉心臟，將其打開并進(jìn)行觀察，然后在很短的時(shí)間內(nèi)來決定接下來應(yīng)該做什么。 但有了 3D 打印技術(shù)之后，巴查醫(yī)生就可以在手術(shù)之前制作出心臟的模型，從而使他的團(tuán)隊(duì)可以對(duì)其進(jìn)行檢查，然后決定在手術(shù)當(dāng)中到底應(yīng)該做什么。這名嬰兒原本需要進(jìn)行 34次手術(shù)，而現(xiàn)在一次就夠了，這名原本被認(rèn)為壽命有限的嬰兒可以過上正常的生活。 巴查醫(yī)生說，他使用了嬰兒的 MRI數(shù)據(jù) 和 3D打印技術(shù)制作了這個(gè)心臟模型。整個(gè)制作過程共花費(fèi)了數(shù)千美元，不過他預(yù)計(jì)制作價(jià)格會(huì)在未來降低。 房屋建筑 3D 打印 2021 年 8月， 10 幢 3D 打印建筑在上海 張江高新青浦園區(qū) 內(nèi)交付使用，作為當(dāng)?shù)貏?dòng)遷工程的辦公用房。這些 “打印 ”的建筑墻體是用建筑垃圾制成的特殊 “油墨 ”，按照電腦設(shè)計(jì)的圖紙和方案，經(jīng)一臺(tái)大型 3D 打印機(jī)層層疊加噴繪而成， 10 幢小屋的建筑過程僅花費(fèi) 24 小時(shí)。 2021 年 9 月 5 日，世界各地的建筑師們正在為打造全球首款 3D 打印房屋而競(jìng)賽。 3D打印房屋在住房容納能力和房屋定制方面具有意義深遠(yuǎn)的突破。 在荷蘭首都阿姆斯特丹，一個(gè)建筑師團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開始制造全球首棟 3D 打印房屋，而且采用的建筑材料是可再生的生物基材料。這棟建筑名為 “運(yùn)河住宅（ Canal House） ”，由 13間房屋組成。這個(gè)項(xiàng)目位于阿姆斯特丹北部運(yùn)河的一塊空地上，有望 3年內(nèi)完工。在建中的“運(yùn)河住宅 ”已經(jīng)成了公共博物館，美國總統(tǒng)奧巴馬曾經(jīng)到那里參觀。荷蘭 DUS 建筑師漢斯 韋爾默朗（ Hans Vermeulen）在接受 BI采訪時(shí)表示，他們的主要目標(biāo)是 “能夠提供定制的房屋。 ” 汽車行業(yè) 2021 年 9 月 15 日，世界上已經(jīng)出現(xiàn) 3D 打印建筑、裙帽以及珠寶等，第一輛 3D 打印汽車也終于面世。這輛汽車只有 40 個(gè)零部件，建造它花費(fèi)了 44 個(gè)小時(shí)，最低售價(jià) 萬英鎊（約合人民幣 11 萬元）。 世界第一 臺(tái) 3D打印車已經(jīng)問世 ——這輛由美國 Local Motors公司設(shè)計(jì)制造、名叫 “Strati”的小巧兩座家用汽車開啟了汽車行業(yè)新篇章。這款創(chuàng)新產(chǎn)品在為期六天的 2021 美國芝加哥國際制造技術(shù)展覽會(huì)上公開亮相。 用 3D 打印技術(shù)打印一輛斯特拉提轎車并完成組裝需時(shí) 44 小時(shí)。整個(gè)車身上靠 3D打印出的部件總數(shù)為 40 個(gè)，相較傳統(tǒng)汽車 20210 多個(gè)零件來說可謂十分簡(jiǎn)潔。充滿曲線的車身由先由黑色塑料制造，再層層包裹碳纖維以增加強(qiáng)度，這一制造設(shè)計(jì)尚屬首創(chuàng)。汽車由電池提供動(dòng)力，最高時(shí)速約 64 公里，車內(nèi)電池可供行駛 190 至 240 公里 。 盡管汽車的座椅、輪胎等可更換部件仍以傳統(tǒng)方式制造，但用 3D 制造這些零件的計(jì)劃已經(jīng)提上日程。制造該轎車的車間里有一架超大的 3D 打印機(jī)，能打印長(zhǎng) 3 米、寬 米、高 1 米的大型零件，而普通的 3D 打印機(jī)只能打印 25 立方厘米大小的東西。 7 重要事件 日本男子 3D 打印槍支獲刑兩年 2021 年 9 至 12月，日本橫濱某大學(xué)職員居村佳知 (28歲 )用家里的電腦和 3D打印機(jī)制作出樹脂材料的槍支部件，并組裝成兩把手槍。 2021 年 11月，涉案男子居村佳知在社交網(wǎng)絡(luò)上稱 “雖然已經(jīng)依照《槍刀法》進(jìn)行了改造，但仍有被警察搜查的風(fēng)險(xiǎn)， 可這是有意義的行為 ”、 “我要進(jìn)行日本第一把 6 連發(fā) 3D 打印左輪手槍的試射 ”，暗示將公布試射視頻。居村隨后在視頻網(wǎng)站上傳了自制左輪手槍的射擊視頻。神奈川警方今年掌握這些線索后，隨即對(duì)其展開了調(diào)查。 2021 年 4 月居村佳知在家中持有這些槍支。 2021 年 10 月 20日，日本橫濱地方法院對(duì)前大學(xué)職員居村佳知 (28 歲 )被控違反《槍刀法》和《武器等制造法》用 3D 打印機(jī)自制手槍案做出判決，判處被告有期徒刑兩年。檢方求刑 3 年零 6 個(gè)月。檢方在總結(jié)陳詞中指出，被告在網(wǎng)上公開槍支制造方法和 3D 數(shù)據(jù)，濫用 3D 打印機(jī)可能會(huì)從根本上顛覆 通過槍支管制維護(hù)的社會(huì)治安， “刑事責(zé)任重大 ”。辯方則表示 “被告并未意識(shí)到自己違法 ”，要求判處緩刑。 7 實(shí)驗(yàn)要求 自己設(shè)計(jì)或從網(wǎng)站下載一個(gè) 3D 模型，按照 3D 打印安裝調(diào)試步驟合理設(shè)置好打印參數(shù)，并打該模型打印出來，交由任課教師進(jìn)行成績(jī)?cè)u(píng)定。（要求模型尺寸不可過大，在規(guī)定的 2 個(gè)學(xué)時(shí)內(nèi)完成）