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科技之光|3D打印:爬着“楼梯”“打”天下

3dstime 发展前景 2021-04-29 02:30:03 57 0

湖南日报·新湖南客户端记者 王铭俊 音频 邓思嘉

引子

今年3月,湖南省肿瘤医院头颈外二科教授田皞成功开展了一例数字化技术辅助下喉癌根治术。该手术运用3D打印预制模型,在导板辅助下切除肿瘤,同期完成喉功能的精准重建。

2001年热映的科幻大片《侏罗纪公园3》首次将3D打印技术搬上了银幕。在影片中,博士通过迅猛龙的叫声解救了同伴,而这救命的声音正是从3D打印出来的迅猛龙的喉管中发出的。

什么是3D打印技术呢?

科技之光|3D打印:爬着“楼梯”“打”天下  第1张

3D打印技术由美国发明家查尔斯·胡尔发明。这种技术将计算机中的立体模型分解为一层层的二维图形,经过逐层打印和叠加,类似于一层又一层爬楼梯,就形成了设计的立体产品。相对于传统的切削等减材制造技术,3D打印具有独特的优势:一方面能实现传统制造方式难以加工的复杂结构制造;另一方面在轻量化、个性化、节约材料及缩短研发周期和节约加工成本等方面极具优势。因此,3D打印现被广泛应用于航空航天、汽车、模具、医疗、义齿、消费品、文化创意等行业的设计验证制造及直接零件生产,可以大大缩短产品研发周期,节约成本,实现小批量定制。

现实生活中应用3D打印技术的例子比比皆是。例如:空中客车公司的A350客机中超过1000个零部件采用了3D打印技术制造;Huggies公司帮助盲人孕妇将其腹中的胎儿通过医院三维CT扫描后打印出模型,让她能够触摸感知胎儿的模样。理论上说,3D打印机可以打印出任何输入的模型,但是它打印出的成品,其材质决定于打印材料。Huggies公司打印出的“胎儿”,也并不是真正有生命的人,而只是一个模型。目前,3D打印技术已经实现了航空发动机燃油喷嘴、水下无人机、工业模具、汽车零部件、义齿、个性化植入物、鞋底等的打印,给我们的生活带来了巨大改变。

在医疗3D打印领域,湖南已经走在全国前列。自2014年以来,我省在骨科、肿瘤科、口腔科等16个科室累计完成4000多例应用3D打印医疗模型、导板的临床手术。

有意思的是,现在不仅有3D打印,还有研究人员正瞄准4D、5D打印展开攻关。4D打印比3D打印多了一个D——时间维度,制造的模型随时间的不同,可以呈现设定的不同形状或者性能。而所谓的5D打印就是随着时间的改变,它的功能还会发生改变。比如打印人体器官,打印好一个框架后在里边复合上人体的细胞,在适当的环境下向不同的组织进行转化,最后就转化成自己的器官。

(科学指导:湖南华曙高科技有限责任公司市场总监 朱露平)

[责编:周倜]

[来源:湖南日报·新湖南客户端]

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