打印计价秤

透明熔融石英玻璃作为一种不可或缺的重要材料，在现代社会中具备广泛应用价值。其卓越性能使得它在日常生活、科学和工业领域均发挥着重要作用。尽管熔融石英玻璃具备卓越的光学性能、热稳定性和化学耐久性等优异特点，但其高硬度和高脆性使得其可加工能性备受诟病。目前，传统熔融石英玻璃微结构制备工艺面临着流程复杂、成本高昂以及材料易碎等诸多挑战，并且在实现复杂三维（3D）结构方面仍然存在巨大困难。这给新型玻璃微纳米器件的开发、高效制造和在先进功能领域的应用带来了巨大的挑战。近年来，以3D打印/增材制造为代表的先进制造技术为玻璃加工行业带来了全新变革和重大突破。相较于传统的减材及等材成型工艺，这些新兴技术以数字设计和逐层累积为手段，成为赋予玻璃构件极高设计自由度和精确成型能力的强大工具，使得制造任意熔融石英玻璃三维结构成为可能。德国Karlsruhe理工学院科学家利用立体光刻（SLA）技术制备玻璃已取得重要突破（Nature, 2017, 544），成功实现了玻璃制品在质量、复杂度和精确度诸多方面的显著提升。这一里程碑式的进展也预示着通过3D打印技术制造具有出色光学性能的玻璃结构离普及更近了一步。随着时间的推移，全球范围内的研究者一直在不断努力提升玻璃打印技术的精确性。通过采用双光子飞秒激光直写（TPP-DIW）技术，实现了微纳米尺寸3D分辨率的玻璃结构的有效成形（Adv. Mater., 2021, 33）。然而，尽管立体光刻和双光子飞秒激光直写已分别实现了约50 μm和约100 nm的成型分辨率，并在宏观及纳观尺度上显著扩展了玻璃三维构件的应用领域，但由于3D打印技术在精度和效率方面存在固有矛盾，迄今为止，已有文献中报道的方法无法有效地制造出既具有毫米/厘米级尺寸又带有亚微米级特征的复杂玻璃三维结构。这一限制严重影响了该技术在微光学、微流控、微机械及微表面等先进领域上的应用。有鉴于此，香港理工大学3D打印中心温燮文教授联合香港大学机械工程系陆洋教授，在此前工作（Nat. Mater., 2021, 20, 1506）基础上更进一步，提出了一种通过摩方精密面投影微立体光刻（PμSL）3D打印技术制备同时具有亚微米特征及毫米/厘米级尺寸的熔融石英玻璃三维构件的方法。研究者选择了聚乙二醇功能化的二氧化硅纳米颗粒（平均直径~11.5 nm）胶体和两种丙烯酸酯作为聚合物前驱体，保证二氧化硅纳米颗粒良好的相容性和分散性。结合面投影微立体光刻3D打印灵活地创建具有复杂的三维亚微米结构的高性能透明熔融石英玻璃，其分辨率、构建速度及成型幅面均超越了目前大多数其他3D打印玻璃技术几个数量级。 图1：通过面投影微立体光刻3D打印所得透明熔融石英玻璃。（a）面投影微立体光刻3D打印示意图，呈现了打印所得熔融石英玻璃制成微缩维多利亚港的光学和电子显微镜图像。（b）复合纳米前驱体的各化学组分。（c）面投影微立体光刻3D打印透明熔融石英玻璃微透镜阵列在高温环境下展示了出色的稳定性。（d）4 × 6阵列的透明熔融石英玻璃蜂窝结构的光学和电子显微镜图像，其中央的细长悬线具有亚微米级别尺寸。（e）该方案所制备的熔融石英玻璃在分辨率及成型速度上的关系图，及与已报道的其他同类技术的比较。 图2：面投影微立体光刻3D打印所得具有多尺度临界特征的透明熔融石英玻璃多层级点阵。（a）多层级点阵结构；（b）多层级点阵网络；（c & d）单个多层级点阵胞元；（e）多层级架构；（f）基础点阵；（g & h）基础杆件及其具备的亚微米特征。尺寸跨度由mm逐步减少到nm，接近5个数量级。利用面投影微立体光刻3D打印透明熔融石英玻璃微透镜阵列，其具有亚纳米级别的表面粗糙度（Ra≈0.633 nm）。同时，研究者展示了通过3D打印制造的熔融石英玻璃微透镜阵列在成像方面的出色能力，具备优良的均匀性、清晰度、对比度和锐度。 图3：面投影微立体光刻3D打印的具有亚纳米级别表面粗糙度的熔融石英玻璃微透镜阵列。单个透镜的高精度光学显微镜图像，方框区域显示了白光干涉共聚焦显微镜测试结果，沿XY方向均能实现亚纳米级别表面粗糙度，以此制备高均匀性、高清晰度、高对比度和高锐度的微透镜阵列。面投影微立体光刻3D打印技术赋予了熔融石英玻璃微流体器件高精度、简化工艺、高直视性、大结构尺寸及复杂三维设计自由度，进一步展现出该器件出色的液滴/流体操控能力。 图4：面投影微立体光刻3D打印具备超疏水性能的仿生三维熔融石英玻璃微表面结构，以及具有Y型流道的免键合三维熔融石英玻璃微流控芯片。超疏水仿生三维熔融石英玻璃微表面展现了极佳的液滴黏附能力（即“花瓣效应”），即使在翻转180°后仍能牢固锁住液滴；在免键合Y型流道三维熔融石英玻璃微流控芯片，由于表面张力占主导，两种流体呈现了不互溶的“层流”现象。该工作进行于香港城市大学深圳研究院纳米制造实验室，相关成果以“One-photon Three-dimensional Printed Fused Silica Glass with Sub-micron Features”为题发表于国际期刊《自然通讯》（Nature Communications）上，课题组2020级博士研究生黎子永为该论文第一作者。在该研究中，熔融石英玻璃三维微纳样品由摩方精密2 μm精度的nanoArch P130超高精密3D打印系统制备。相关技术已申请专利，后续将与摩方精密合作进行商业化应用。

据著名投资网站Seekingalpha刊登署名为克里斯弗兰戈尔德(Cris Frangold)的评论文章称，3D打印技术已经成为目前最热门的新技术之一，其中3D生物打印技术发展潜力非常巨大，预计未来几年将实现快速成长和创造大量收入。　　面向医学研究和医疗设备的3D人体组织开发商和制造商Organovo Holdings正在同云设计和技术软件厂商Autodesk合作开发首款生物打印3D设计软件。　　这款软件将与Organovo的NovoGen MMX生物打印机配套使用，这表明人类在提高3D人体组织设计的可用性和功能上向前迈出了重要一步，有可能拓展生物打印用户的数量。Organovo的3D生物打印技术可以创造3维人体组织，从结构上纠正和构成人体细胞。利用这种方式创造出来的组织可以想原生的人体组织一样发挥功能，这也为先进药物发现和开发提供了机会，未来还有可能应用于临床治疗和组织移植。　　Autodesk致力于开发人机互动、计算机图形和数字设计等最先进的技术。它打算将其技术拓展应用到设计和模拟分子和人体系统的软件开发之中。　　3D生物打印是什么?　　Organovo正在探索利用可以生产机体组件的材料来打印人体组织以及利用计算机化可适应制造工艺进行人体组织移植的新途径。定制样品和成品是利用廉价3D计算机打印机生产出来的。这些医学打印机并不使用挤压成型的塑料、金属或陶瓷材料，而是使用活体细胞材料。这种工艺被称作快速生物打印。它是对我们所熟悉的传统喷墨式打印机采用的标准技术的创新应用。这些打印机可以创造出任何形状的组织结构，比如血管、小块皮肤和肌肉等等。　　Organovo和Autodesk之间的协同作用　　这两家公司有很大的合作潜力。Organovo的NovoGen MMX Bioprinter是一种全新的、全自动化(定制图形用户界面)、专为满足生物研究和生物打印的各种需求而开发的软硬件平台。从硬件的角度来说，它是一种强大的工具，使用了最新的技术，但是它运行在目前最新的软件平台之上。科学家们每次想要使用打印机时，都必须从头编写相关的软件，这意味着科学家们要花大量的时间去调试软件，而不是进行技术研究。　　Autodesk已经成为很多专业化设计领域的领军厂商，可能在过去的20年里被开发出来的所有产品都是利用Autodesk的软件开发出来的，但是这将是它第一次去开发能够创造活体事物的软件。未来5年内实现的第一款应用很可能会是准备用于临床试验的简单组织。与此同时，Organovo希望通过生产能够被用于药品研究、发现和开发的活体组织获得一个稳定而且可持续的创收源泉。　　了解3D生物打印技术的发展潜力的最好办法就是对比研究其他技术的演变历程，那些技术可能在20年前完全是不可想象的。虽然技术不同，但是还是能够说明问题的，比如最典型的例子就是平板电脑和智能手机的发展历程。推动平板电脑和智能手机技术发展的主要动力可能是消费者需要一种多功能的、价格低廉的、实用性强的便携式设备。微软在2002年率先推出商业化平板电脑Microsoft Tablet PC，但是并未获得微软所希望的成功。8年后，苹果在2010年推出iPad，这才打破了技术上的壁垒。如今，平板电脑已经在全球市场畅销，预计它的销量很快就会超过笔记本电脑。　　3D打印技术的开发已经成为当今最热门的新技术之一。3D打印技术最早可追溯至1984年。这种技术按照摩尔定律不断向前发展，同时成本则在不断下降，逐步降低到主流公司能够使用3D打印机的程度。在过去的2年里，3D打印领域的市场领先者3D Systems和Stratasys一直是最热门的两家公司。3D打印公司近几年一直在迅猛发展。预计3D打印机是今年1月初召开的拉斯维加斯CES展会上风头最劲的话题。3D Systems的股票自今年年初以来已经上涨了15%。　　预计3D打印行业将在近几年实现快速成长和创造大量收入，因为越来越多的公司开始采用这种技术。如今，象福特、波音和通用电气那样的产业巨头都已经开始在它们的制造工艺中采用3D打印技术。　　据Autodesk副总裁布莱恩马修(Brian Mathews)称：“3D打印是重新设想制造工艺的一种方法。”福特公司利用3D打印技术提高了样品制造的速度和成本效率。同样，波音将3D打印技术应用到了军用飞机的组件制造之中。2012年11月，通用电气收购了曾对3D打印设备投入大量资金的工程技术公司Morris Technologies，它将专注于打印最新喷气式飞机引擎的各种组件。　　不难想象，人体组织3D打印技术很可能也会以类似的成长趋势发展下去。　　据致力于增加人体器官、眼睛和组织捐献工作的美国非营利性组织Donate Life America称：“虽然医学技术和捐献一直在发展，但是市场对人体器官、眼睛和组织的需求仍然远远大于捐献的数量。仅在美国，就有超过11.5万人正在等待器官移植。”　　CompaniesandMarkets.com是一家全球性的商业信息整合商，该公司旗下有很多专家分析师，他们编著了数百份市场研究报告。　　据一位名叫麦克金(Mike King)的专家称：“预计到2017年的时候，全球人造器官市场将达到200亿美元的规模，这主要是由于需要器官移植的病人的需求不断增长所推动的。另外，技术进步、成本下降、人口老龄化和捐献器官数量少也是造成未来几年内人造器官市场需求猛增的因素。”　　报告还指出，由于全球糖尿病患者超过了1亿人，预计人造胰腺将有很好的发展前景。人造器官的全球需求是由人造肾脏引发的。　　结论　　其他一些公司也在积极研究和开发组织重生和治疗技术，比如Tengion等，但它们使用的是传统的技术，而非生物打印技术 那些公司专注的重点都跟Organovo不同。3D打印技术可能还要较长的一段时间才能获利，尽管这个技术领域的投资风险很高，但是潜在回报可能非常巨大。　　但是，这个技术领域也有一些短期利好因素存在，比如从药品发现和开发中获得收入等。2010年，Organovo与Pfizer签订了一份合作协议，预计Organovo在2012年底之前可以从中获得45万美元的收入。后来它又在2011年10月与United Therapeutics达成了一项为期30个月的合作，Organovo将利用其生物打印技术进行与肺动脉高压治疗有关的研究。Organovo已经承认它从这项合作中获得了61.8万美元的收入。

本期话题：3D技术与中国制造业　　话题背景　　继上期之后，我们再次谈及3D数字化与3D打印。这主要是因为，3D数字化与3D打印技术有可能帮助我们实现从“中国制造”向“中国智造”的快速迈进，使中国彻底摆脱长期处于制造产业链底端的尴尬局面。　　目前，全球正在兴起新一轮数字化、智能化制造浪潮。2012年，《经济学人》、《福布斯》、《纽约时报》等杂志都将3D 打印称为“第三次工业革命”，期望以此让制造业重新回流到欧美等西方发达国家。但笔者认为恰恰相反，3D打印相关技术将给新兴国家带来了更多机遇，将使制造业——尤其是制造业的上游产业链，进一步掌握在中国等新兴国家手中。　　在3D 打印技术领域，我们和国际相比虽然还有一定的差距，但已不太大。我国自20世纪90年代初开始追踪3D打印技术研究，目前已取得了一批基础研究和产业化成果，部分甚至处于世界领先水平。例如，北京航空航天大学、西北工业大学开展的金属熔敷成形技术研究，在国际上首次突破了钛合金、超高强度钢等难加工大型复杂整体关键构件激光成形工艺。目前在北京、西安、武汉等地，紧跟国外也都相继开设了3D照相打印馆。　　然而，与国外相比，国内的产业规模化程度不高。现在市场上无论3D扫描还是3D打印，无论高端还是低端，大部分都是国外的产品。因此，3D数字化和3D打印在我国还有着巨大的发展空间和机遇。　　3D数字化设备和软件系统的产业化机遇　　作为3D打印的前端和上游产业链，3D数字化扫描是一项关键技术。因为对于家庭的日常3D打印任务而言，最重要的一个环节是进行全(半)自动的数字化建模。　　目前国内的3D扫描设备在采集质量和速度上和国外的同类产品相差不大，价格却仅为四分之一左右。然而在市场化和产业化上仍有明显差距，大部分产品都出自小型公司，尚未形成有影响力的品牌。这方面有待于政府和商业机构进一步加大支持和投入，待时机成熟，完全可以使国产3D扫描设备占据绝大部分国内市场甚至国际市场。　　特别值得指出的是，在3D数字处理软件方面，我国与国外的差距仍然较大。实际上，待3D硬件设备成熟之后，国际3D打印市场的核心竞争将转移到相关的配套软件上来。目前国内的3D扫描厂商大多直接采用国外的大型成熟商业软件，如美国的Geomagic Studio等。原因在于3D数字处理软件的研发需要巨额的资金投入和长期的技术积累，目前国内的小型公司难以承受研发风险及可能的知识产权侵权风险。　　但从长远来看，拥有国产化的3D数字处理软件是十分必要的，且是可行的。目前国内的科研单位(如中国科学院、浙江大学、清华大学等)已基本解决了相关的技术难点，只是没有资金实力形成功能完整的大型软件系统。　　当前，3D打印的主要矛盾在于有限的打印设备精度和用户期待的理想打印结果间的出入。而通过对3D数字形状进行智能算法研究将有效地缓解这一矛盾。比如，可对3D形状的频域特征空间进行智能化分析，优化生成最匹配于当前打印机精度的3D数字化模型。目前国内科学家在该领域开展的多项突破性研究工作将有望转换成巨大的生产力。　　建立“中国智造”产业生态圈　　我国要完成向“中国智造”产业模式的转变，关键要形成一大批能够以3D产品创意设计、生产加工为职业的群体，建立完善良性循环而非恶性竞争的创新生态圈，这方面可借鉴美国Shapeways和Quirky公司的设计、制造、销售全产业链模式。为支持设计人员去原创自己的风格，摆脱低水平仿造、低水平收入的恶性循环，需要国家出台相关的知识产权保护法案，以及提供政策上的支持(如建立类似于Kickstarter的融资平台)。　　此外，我国还须进一步加强产业创新人才的教育和培训，整体提升国人的动手能力和DIY兴趣。　　目前，商业化高端3D打印设备的定价权掌握在国外少数几家公司手中。这些高端设备售价非常昂贵，而国内尚缺乏相关的替代品，因此极大地增加了3D打印行业的运营成本。　　可喜的是，我国目前在高端3D打印设备的制造技术上与国外差距不大，在某些方面甚至有所超越。因此，加强我国在3D打印关键技术的研发，如设备和功能材料的制备、智能控制问题的解决、激光器/喷嘴等核心元部件的研制等，并进行商业化生产销售，对市面上的国外同类产品进行价格上的有效制衡，是支撑“中国智造”模式的前提和保障。　　要打印一件3D物品，目前技术上还没有一套全自动的解决方案，仍需要大量复杂的智力和手工劳动，如3D形状的数字化扫描过程、数字产品的创意设计、3D打印产品的清理和抛光上色等。在欧美等发达国家，由于人工费用非常昂贵，导致设计和打印一件3D产品价格不菲。　　以一家国外3D照相馆为例，一个6英寸的全彩雕像成本价约为2493元人民币。这个价位在国内几乎没有可行性。而在国内，可以使用国产的智能扫描设备，经设计师的创意加工之后，再采用低成本的单色材料，并利用低成本的单色3D打印机将模型打印出来，最后雇用极具价格优势的美工流水线进行手动上色，全部成本在“中国智造”模式下可控制在100元人民币以内。　　因此，即使在由“批量生产”转向“批量定制”的时代，以3D打印为代表的第三次工业革命仍有很大希望在中国落地生根，形成“中国智造”的新模式，而不是制造业回流到欧美。数字化、智能化技术将深刻改变传统行业的产业模式，将为我国制造业的转型发展带来前所未有的机遇。

2016年2月底，国产上市仪器公司业绩快报扎堆发布。根据已经发布的信息来看，2015年度国产上市仪器公司的业绩可谓是几家欢乐几家愁。公司 2015年营收 同比 聚光科技18.33亿48.97%天美控股1.72亿美元5.70%雪迪龙10.02亿35.19%汉威电子7.47亿元87.00%先河环保6.38亿元44.81%神开股份6.24亿元-7.02%理工监测4.49亿元129.71%天瑞仪器3.20亿元15.44%苏试试验3.13亿元23.05%开元仪器2.93亿元-4.57%吉艾科技2.90亿元13.99%博晖创新2.69亿元166.26%南华仪器1.69亿元15.86%东华测试1.14亿元25.17%　　借政策红利 环境监测仪器公司喜得丰收　　乐观的一面，环境监测行业的国产上市仪器公司喜得丰收，其中聚光科技全年营收狂揽18亿，比去年同期增长48.97% 雪迪龙实现营业收入10.02亿元，同比增长35.19% 先河环保实现营业总收入6.4亿元，比上年同期增长44.81% 宁波理工监测科技股份有限公司2015年公司营业总收入4.49亿元，较上年同期增加129.71%；南华仪器2015年实现营业收入1.69亿元，同比增长15.86%。　　2015聚光科技深耕细作 全年营收狂揽18亿　　2015年雪迪龙营收10.02亿 净利增长超3成　　源于两起收购 2015先河环保营收飙升至6.4亿元　　并购致理工监测2015业绩大幅攀升 去年营收达4.5亿元　　南华仪器2015年营收1.7亿元 同比增长16%　　材料测试需求旺盛 相关企业发展稳扎稳打　　2015年东华测试稳步实施年度经营计划，不断加大市场拓展力度，主营业务收入保持稳定增长，2015全年营收1.14亿元，同比增25.17% 试验设备业务的稳步增长和试验服务业务的快速增长使苏试试验仪器营业收入、营业利润、归属于上市公司股东的净利润分别增长23.05%、19.49%、22.92% 　　东华测试2015年度全年营收1.14亿元 同比增25.17%　　试验服务快速增长 苏试试验仪器2015净利增22.9%　　投资并购成国产仪器商业绩关键影响因素　　近几年国产仪器公司的收购、并购几乎呈现“如火如荼”的态势，同时这些收购也给公司业绩带来不小的影响。在本次统计到的14家业绩快报中，有6家都提到了收购、并购对业绩的影响。　　其中，先河环保对广州科迪隆、广西先得公司两家公司的合并，导致该公司总资产和归属于上市公司股东所有者权益较本报告期初增加40.07%和33.54% 宁波理工监测科技股份有限公司2015年度各项财务指标比上年指标都有所增长的主要原因系自2015年8月起合并江西博微和北京尚洋的财务报表所致 2015年，汉威电子业绩的增长得益于公司积极开展具有产业协同效应的投资并购业务，控股子公司郑州汉威公用事业科技有限公司、嘉园环保有限公司、沈阳金建数字城市软件有限公司取得了较好的经营成果 完成对河北大安、美国Advion的收购，使博晖创新公司业务规模与资产规模得到大幅提升。但同时，报告期因费用增长及美国Advion尚未实现盈利等原因，公司利润有所下滑 2015年天瑞仪器归属于上市公司股东的净利润比去年同期下降，主要原因之一是并购重组成功收购天瑞环境，使得营业总收入上升 截至12月31日止12个月，天美控股营收1.7亿美元，同比增5.7%。天美(控股)在Q3财报中解释称，“收入增加主要由于2014 年第四季度新收购的气相色谱及气相色谱质谱业务的贡献。”　　投资并购显成效 汉威电子2015全年营收同比增87%　　博晖创新2015营收增166.26% 净利降31.88%　　2015年天瑞仪器营收3.20亿 同比增15.44%　　天美控股2015年度营收1.7亿美元，同比增5.7%　　行业低迷致专用仪器公司业绩大幅下降　　另一方面，由于行业低迷和投资的缩减等原因，一些行业专用仪器公司的业绩出现大幅下降。　　其中，由于受制于国际油价持续低迷及油气勘探开发投资需求减少等因素影响，合同订单量下降，报告期内神开股份营业利润、利润总额、归属于上市公司股东的净利润分别较上年同期下降85.65%、68.80%、78.94% 受市场需求和产品销售结构变化影响，开元仪器检测分析仪器的销售收入、毛利率同比均下降 由于中石油及中石化投资大幅度缩减导致，同时应收账款坏账准备增加，吉艾科技2015年度归属于母公司股东的净利润7261.86万元，较上年同期减少15.26%。　　受制于国际石油行业的低迷 2015神开股份净利下降近8成　　多原因致开元仪器2015年净利下降90.55%　　中石油、中石化投资大幅缩减 吉艾科技2015年净利降15.26%

据新华社莫斯科电，太空3D打印正受到各航天大国的青睐，在美国将3D打印机送入国际空间站后，俄罗斯研究人员也宣布制成了该国首台太空3D打印机样机，计划在进一步完善后，在2018年送入国际空间站进行测试。　　据俄媒体近日报道，上述3D打印样机由位于西伯利亚的托木斯克理工大学高科技物理研究所等4家单位联合研制。该研究所副所长科卢巴耶夫介绍说，目前在国际空间站内使用各种设备和装置时，需为它们定期补充、更换零部件，例如螺母、电缆紧固件、仪器插孔的防护盖等。它们需由货运飞船从地球运送，运输成本太高。如果使用太空3D打印机在空间站中按需制造这些零部件，就要方便得多。　　科卢巴耶夫表示，这个流程并不复杂，宇航员在与地面通信联络时可收到某个零部件的数字化三维模型，将该模型输入后期处理软件，生成所需产品的各个横截面数据和打印控制代码后，即可执行“打印”操作。　　但科卢巴耶夫认为，要让太空3D打印真正走向应用，还需解决一些技术细节问题。例如，太空3D打印任务需在与空间站内部环境隔离的条件下实施，以免生成的废气飘散到空间站内 此外，在地面环境下，重力有助3D打印机层层铺设的材料粉末及其喷涂的胶水黏合在一起，而在太空失重环境中，需要对3D打印机进行针对性的改造。　　俄罗斯载人航天任务的重要实施者“能源”集团公司也参与了这一3D打印项目，在其支持下，俄研发单位已向俄航天主管部门递交了国际空间站试验申请。如果获批，俄研发单位将再制作数台太空3D打印机，进行多轮地面测试，力争在2018年年底前将一台筛选出的3D打印机送入国际空间站的俄罗斯太空舱。　　俄专家认为，未来的太空3D打印机须具备小规模工业化生产各种工具、零部件和日常用品的能力，才能成为本世纪载人考察月球和火星任务中的标配装备。

近期，TVB剧《潜行狙击》网络热播，大受潮人追捧。作为都市剧情发生的重要场所之一，剧中时尚靓丽的超级市场令人向往。有一幕场景就发生在香港华润大厦的华润万家OLE店，梅特勒托利多（METTLER TOLEDO，简称MT）作为华润的电子秤首选供应商，其条码秤（又名标签打印秤）也被TVB收纳镜头之中，引发&ldquo 多粉&rdquo 转载。 如图：香港华润大厦的华润万家OLE店 此次，在TVB中出现的这款型号为bPro-T2-B15D-E00-0041的中文全点阵屏条码秤，是由欧洲名师打造、中国本地生产、面向全球发售的一款b系列新型标签打印秤，在亚洲、欧洲各国销量已超万台。其造型优雅，设计独特，与高端超市的环境和管理模式相得益彰，受到零售商家的青睐。 如图：bPro系列标签打印电子计价秤 事实上，MT条码秤通过大众媒体见诸公众也并非偶然。作为称重领域这一隐形行业的领跑者，MT拥有极高的市场份额，产品易见度极高。在人们常去的超市、休闲食品店，亦或民航机场、高速公路、港口码头，有心者都可以发觉MT的身影，一直低调呈现，默默奉献。 更多产品请查看梅特勒-托利多网站如有任何疑问，欢迎 点击这里反馈 梅特勒托利多2011年9月

1：可打印； 2：具有USB接口； 3：数据可上传电脑。性能参数：1、测量范围： 浊度：0～1000NTU 色度：0～500CPU2、精确度： 浊度：≤ ± 2% (满量程) 色度：≤ ± 3% (F.S)3、重现性：≤ ± 2% （满量程)4、最小分辨率：0.01 NTU5、每小时漂移：＜ 0.1 NTU6、重量：4kg7、外形尺寸：340×250×130mm8、仪器在开机通电半小时后可在下列环境下连续运行： ⑴ 环境温度: 5～40℃ ⑵ 相对湿度: ≤70% ⑶ 供电电源: AC(220±10%)V； 50Hz ⑷ 避免强光直接照射，无显著的振动及强电磁干扰。产品特点：1、利用进口高性能、长寿命（10万小时）、高亮度光源，配以窄带滤光系统，光学稳定性极强，不易受到各种光的干扰，因而仪器精度高、稳定性好。2、大屏幕LCD中文显示，中文菜单操作，简便、直观。3、可保存标准曲线10条及500个测定值，断电不丢失。4、主机机壳采用模后ABS材料，防腐蚀性好。5、采用高性能、低功耗16位单片机系统，性能极佳。6、具有打印功能，具有USB接口上传功能。

p　　经初步统计，已有13家检验检测上市机构发布了2017年半年报，我要测小编将其进行整理，详情如下。/ppbr//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 112, 192) "2017上半年上市检验检测机构营收情况/spanbr//pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/wycimg/41f9ba66-85c9-4c26-840b-692c6e74acc1.jpg" title="2.png"//ppspan style="font-size: 14px color: rgb(0, 176, 240) "注：/span/ppspan style="font-size: 14px color: rgb(0, 176, 240) " 1）净利润指归属于挂牌公司股东的净利润/span/ppspan style="font-size: 14px color: rgb(0, 176, 240) " 2）倍通检测营收数据来源于2017年半年度盈利预测公告/span/ppspan style="font-size: 14px color: rgb(0, 176, 240) " br//span/ppspan style="font-size: 14px color: rgb(0, 176, 240) "/span　　经计算，13家检测机构平均营收增长率为ispan style="color: rgb(192, 0, 0) "37.21%/span/i，净利润增幅为span style="color: rgb(192, 0, 0) "i86.88%/i/span，成绩喜人。从表中可以看出，营收反面，除明峰检测和九通衢营收同比下降，西拓电气营收同比个位数增长外，其余检测机构均呈两位数增长。净利润方面各检测机构增幅差异较大。总体来看，新三板各机构在营收和利润率增长方面差距明显，真可谓“几家欢喜几家愁”！br//ppbr//pp　　span style="color: rgb(192, 0, 0) "公司详细经营情况如下：/span/pp /ppspan style="color: rgb(0, 112, 192) "1、国检集团/span/pp　　报告期内，公司的利润保持稳定增长，增长的主要原因是公司不断开拓市场，拓宽业务范围，实现了整体业务的良性发展。/pp /ppspan style="color: rgb(0, 112, 192) "2、华测/span/pp　　报告期内，公司环境业务继续保持较高速增长，食品、汽车检测业务增长趋势良好，地产商建材业务取得突破性增长 控股子公司华测电子认证有限责任公司(2016年收购并表)为公司带来新增收入及利润 控股子公司苏州华测生物技术有限公司2017年上半年业务同比增幅较大。/pp　　公司贸易保障检测业务实现收入17856.98元，同比增长8.06%。毛利率 71.07%，同比增长4.47%。生命科学检测业务实现营业收入35820.93元，同比增长43.27% 毛利率38.34%，同比增长 1.14%。消费品检测业务实现收入13447.38元，同比增长29.26%。毛利率51.56%，同比增长8.01%。工业品服务实现营业收入17833.02元，同比增长52.84% 毛利率33.10%，同比下降6.98%。/pp /ppspan style="color: rgb(0, 112, 192) "3、苏交科/span/pp　　报告期内，公司对营销体系进行了调整完善，组建了华东、华南、西北、西南、华北五个营销大区， 重点打造江苏、浙江、广东、福建、甘肃、新疆、四川、北京等营销区域。报告期内，TestAmerica实现营业收入75,557万元，EPTISA实现营业收入35,299万元，均较上年同期有 不同程度的提高。TestAmerica报告期内完成了公司中长期战略规划，确定了未来发展的方向和目标；深化 中国市场的研究分析，研究并制定在中国拓展的方案计划以及环境检测实验室LIMS系统转化方案研究等。 EPTISA报告期内根据业务开展情况对公司人员进行了整合，业务承接额同比增长超过50%。/pp /ppspan style="color: rgb(0, 112, 192) "4、电科院/span/pp　　报告期内，公司业绩实现大幅增长，主要因为公司营业收入较去年同期有所增长，较去年同期增加4907.92 万元，增长了19.86%；其中，母公司营业收入较去年同期增加5525.82万元，增长了24.58%。报告期内，公司适当加大了对市场拓展的力度。公司主营业务由低压电器检测、高压电器检测、环境检测三部分组成；因2016年6月，公司退出对原控股子公司华信公司的投资，本报告期内，认证已不再作为公司主营业务。2017年始，公司非募集资金投资的EMC电磁兼容项目部分完工，全面开展检测服务，纳入高压电器检测范畴。报告期内，公司主营业务实现了大幅增长。主营业务收入比去年同期增长了20.30%。/pp /ppspan style="color: rgb(0, 112, 192) "5、海润检测/span/pp　　2017 年 1-6 月，营业收入2238.71万元，同比增长33.61%，主要原因是得益于公司通过持续不断的强化营销网络和市场开发，在稳定做大原有政府客户的基础上，进一步拓展提升企业客户业务。其中政府客户上半年收入同比增长 23.60%，企业客户收入上半年同比增长 43.40%。2017 年 1-6 月，营业成本 1095.69 万元，同比增长 43.45%，主要原因是上半年检测样品总量同 比增幅 61.80%。/pp　　2017 年 1-6 月，公司实现净利润为-76.94 万元，较去年同期减亏 43.62 万元，增幅 36.18%，主要原因有三点：一是受到检测市场竞争日益加剧的影响，使得招投标中标价格与去年相比降幅较大，毛利率同比降低 3.36 个点；二是公司出于检测业务和战略发展需要，加大市场费用投入和研发投入，市场投入费用和研发支出分别较去年同期增加 48.16%和 39.66%。三是本期政府补贴收入较去年同期减少 111.53 万元。/pp /ppspan style="color: rgb(0, 112, 192) "6、国联质检/span/pp　　报告期内公司营业收入增长原因有三方面：一是通过 2016 年的检测检验资质扩项评审，公司的检测能力提高，检测范围扩大；二是公司营销团队稳定，营销人员通过前期的培训和积累，提高了自身的专业水平，促进客户成交率的提高；三是行业增速较快，国家鼓励各职能部门购买第三方检验检测服务，公司加大力度参与政府的招投标项目。由于行业因素影响，公司存在较为明显的周期性特点。公司参与各地区工商局的招投标工作，服务周期较长，客户习惯于在年底进行业务结算，故公司的主要营业额及营业利润集中于下半年。 净利润增长的原因有两方面：一是收到政府的补贴 92.00元，同比增长 100%；二是公司业务 趋稳定，净利润率略高于行业平均水平。/pp /ppspan style="color: rgb(0, 112, 192) "7、美信检测/span/pp　　报告期内，持续加大人才引进、市场推广和品牌建设方面的投入，公司的运营状况呈现良好的上升趋势。经营活动产生的现金流量净额 410.33 万元，同比增长 355.04 万元。主要系公司收到政府补助约 400 万元所致。归属于挂牌公司股 东的净资产为 1106.62 万元，较期初减少 9.97%，主要系报告期实施了 2016 年度权益分派所致。/pp　　报告期内，公司投资设立控股子公司“深圳市美信咨询有限公司”，实现了公司的战略规划，有利于提升公司的持续发展能力和综合竞争力，对公司未来财务状况和经营成果将产生积极影响。报告期内公司经营场地扩张，人员增加及薪资调整带来成本费用上涨，受春节和客户产品研发周期等季节性因素影响，上半年营业收入涨幅低于成本费用涨幅，导致净利润下滑。报告期内，公司投入研发费用 104.95 万元，较上年同期增长 6.77%，不论是新技术研发还是 现有技术成果转化都取得了很大的突破，为公司后续发展提供一个良性平台。公司将继续加大研发投入，不断增强公司的技术能力和市场竞争力。/pp /ppspan style="color: rgb(0, 112, 192) "8、横标检测/span/pp　　2017 年 1-6 月份营业收入较 2016 年同期增幅 27.56%，主要原因是公司在 2017 年上半年加大市场开拓力度，进一步开发客户，积极开拓东莞各镇街环保部门的业务和开拓外市的业务，致使公司业务量增加。/pp　　2017 年 1-6 月份公司的净利润为-446,503.6 元，较上年同期减少 349,817.65 元，减少比例为 361.81%，主要原因为 2017 年上半年公司的主营业务成本和管理费用的增加所致，主营业务成本的增加 主要由于固定资产的折旧费用增加和维修费用的增加所致；管理费用的增加主要由于 2017 年上半年人员工资的增加，日常的公司接待费、差旅费用和电费的增加所致。 2017 年 1-6 月份经营活动产生的现金流量净额较上年同期增加 447,598.13 元，主要因为 2017 年公司增加的设备耗材等相对 2016 年同期有所减少所致。/pp /ppspan style="color: rgb(0, 112, 192) "9、明峰检测/span/pp　　报告期内，公司主要客户为炼油、化工、储运、钢结构及桥梁安装等企业，以浙江周边地区为核心占 2017 年 1-6 月营业收入的 42.14%，辐射到华北地区占 2017 年 1-6 月营业收入的 2.38%、华东地区占 2017 年 1-6 月营业收入的 54.74%，其他地区占 0.74%。报告期内，公司实现营业收入 9,156,196.08 元，同比下降 1.91%。主要原因受制于宏观经济下行， 公司下游客户新增投资项目减少，导致公司检测业务相应减少。/pp　　2017 年上半年公司净利润 14,155.38 元，同比下降 91.41%，因本期营业外收入的政府补贴同比下 降 99.31%，导致对本期净利润影响金额较大。虽然受到宏观 经济的影响，公司收入没有大幅增长，但综合宏观经济因素及公司收入规模、业绩口碑，公司具备较强 的市场竞争力，随着宏观经济触底回升，公司治理激励机制的逐步完善，公司将充分发挥技术优势及渠道优势，未来持续发展可期。/pp /ppspan style="color: rgb(0, 112, 192) "10、凯威检测/span/pp　　报告期内，公司实现营业收入 1037.97 万元，较上年同期增加了 269.32 万元，增长比例 35.04%，主要原因是公司持续对营销网点扩建和加强营销团队建设，进一步拓展了惠州、广州等地区的市场，增加了营业收入。 报告期内，归属于挂牌公司股东的净利润为 1.26 万元，较去年同期增加 103.01%，主要因公司毛利 润率增加和获得了政府补助。 报告期内，公司管理信息系统二期开始正常应用，提高了公司服务项目的运营效率，降低了项目平均服务成本，另外公司与各主要合作机构签署了商务合作协议，部分项目的成本有一定幅度的降低，因 此报告期内毛利润有一定幅度的增加。/pp　　报告期内，公司根据经营发展需要，在湖北省竹溪县投资成立了专业性的食品、环境类检测服务公 司，大力开拓食品安全、环境安全检测。同时，公司根据自身产品专业化细分的规划，在东莞松山湖成立了专业检测服务公司，深耕松山湖周边高新技术企业市场。 综上所述，报告期内公司根据建设成全国性综合检测服务机构这一战略目标，不断开拓市场、调整产品策略，营收状况和成长情况均有一定程度增长，公司未来将会随着战略部署效益的显现而快速成长。/pp /ppspan style="color: rgb(0, 112, 192) "11、倍通检测/span/pp　　本期预计营业收入及净利润较去年同期呈现较大幅度增长，主要 原因为前期及本报告期内增加的业务服务范围和扩大的业务布局形成了产能所致。/pp /ppspan style="color: rgb(0, 112, 192) "12、九通衢/span/pp　　报告期内营业收入比上年同期减少 34.83%；营业利润和净利润比上年同期分别减少 163.76%和 24.03%。主要原因为公司业务具有明显的项目型特征，本期签订项目较上年同期有所减少，另本期签订项目周期较长，上半年项目完成较少。/pp /ppspan style="color: rgb(0, 112, 192) "13、西拓电气/span/pp　　报告期内主营业务收入为 2,429.03 万元，比上年同期增长 116.92 万元，其中子公司陕西西拓实现收 入 29.48 万元；归属于母公司的净利润为-6.78 万元，比上年同期减少 143.63 万元，主要是由于：管理费用中新研发项目的研究费用增加 173.02 万元；借款额增加导致借款利息增加 59.90 万元。/ppbr//p

近年来，柔性电子在可穿戴设备、电子皮肤等众多应用中扮演着越来越重要的角色，以水凝胶为基质设计的柔性电子由于其良好的导电性、柔性以及生物相容性等特点受到广泛的关注，在柔性传感器、柔性能源器件及人机接口等方面表现出广阔的应用前景。面投影微立体光刻3D打印技术（PμSL）可快速制造并成型任意形状和定制设计的结构，为以水凝胶基质设计的柔性电子器件的制造提供了灵活性和简便性。结合3D打印技术，并对水凝胶进行诸如超抗冻、超拉伸、导电等性能设计，在一定程度上拓宽了水凝胶的功能和应用范围。近日，湖南大学王兆龙助理教授、段辉高教授与上海交通大学郑平院士等人合作，该团队基于摩方精密（BMF）超高精度光固化3D打印机nanoArch S/P140，开发了一种能够耐受-115℃极高导电能力的水凝胶体系，实现了极低温条件下的可穿戴设备运动信号检测及脑电信号高精度采集。文章以“3D Printed Ultrastretchable, Hyper-Antifreezing Conductive Hydrogelfor Sensitive Motion and Electrophysiological Signal Monitoring”为题发表在Research（Volume 2020 |Article ID 1426078）上。其中，王兆龙助理教授及硕士研究生陈雷为共同一作。基于面投影微立体光刻技术制造水凝胶结构，首先，作者通过计算机辅助设计（CAD）软件生成的3D模型按照特定层厚切片为一系列平行的二维数字图像，然后，这些切出来的2D图案被传输到DMD芯片上，DMD芯片通过2D图案的形状调节其上照射的紫外光（LED，405nm）。具有相应定义的2D图案的成形紫外光通过一个缩小透镜，该透镜将2D图像投影到具有缩小特征尺寸的水凝胶前体溶液上。图案化的紫外光照射将会使水凝胶前体溶液在相应区域发生局部聚合反应并成型附着在打印平台上。再控制降低打印平台，紫外光投影照射继续打印下一层。这个过程反复进行，直到整个水凝胶结构被制造出来（图1）。研究者引入亲水性的三元醇作为光引发剂TPO-L的良性溶剂，将不溶于水的TPO-L均匀分散在水中，提高光引发剂引发效率，结合光固化3D打印nanoArchS/P140设备的离型膜的快速离型，大大提高水凝胶的光固化速度；利用纳米羟基磷灰石与水凝胶高分子链之间形成强烈的物理作用，从而提高3D打印水凝胶的拉伸性（2500%），并进一步提高其机械强度；三元醇和高浓度离子盐的协同作用赋予了水凝胶极佳的导电性和抗冻性（-115℃左右），3D打印水凝胶在极低温情况下仍然能够完成拉伸、弯曲和扭转的动作，并具有一定的低温导电性（图2）。图1 基于面投影微立体光刻技术的水凝胶加工过程图2 水凝胶的力学、电学和抗冻性能设计优异的机械性能和良好的导电性能使其3D打印水凝胶能够作为应变传感器用于识别包括手指弯曲、发声及吞咽等人体运动信号（图3）；水凝胶还可作为柔性电极检测和采集诸如人睁、闭眼时的脑/眼电信号（EEG/ EOG），当志愿者在闭上眼睛并放松时，脑电信号显示出明显的α波（8~13Hz），当志愿者睁开眼睛并积极思考时，脑电α波即刻消失并逐渐向β波（14~30Hz）方向移动。与当前最精确的传统脑电信号采集装置对比实验表明，新体系水凝胶可以准确采集大脑中的脑电信号，反映大脑活动的整体信息，显示出在人机交互，特别是低温领域的脑机接口等方面的应用潜力（图4）。图3 柔性应变传感器应用图4 水凝胶柔性电极脑机接口应用总而言之，本研究基于面投影微立体光刻技术，引入亲水性的三元醇作为光引发剂TPO-L的良性溶剂，利用纳米羟基磷灰石提高拉伸性，并结合高浓度的离子盐和三元醇作为导电介质和抗冻剂，使得所开发的水凝胶体系具有优异机械、导电和抗冻性能，并且可作为柔性应变传感器实现对人体运动和微弱信号的实时监控，同时可进一步用作脑机接口，准确采集大脑中的脑电信号，包括α、β波以反映大脑活动的整体信息。本文提出的水凝胶在电子皮肤、人机交互甚至极低温情况下的可穿戴设备中具有良好的应用前景。未来，微尺度3D打印技术的加入使得复杂3D结构多功能柔性电子和复杂脑机接口的快速制造成为可能。原文链接：https://spj.sciencemag.org/journals/research/2020/1426078/

随着人工智能技术的不断发展，2016年3D打印界“黑科技”频出，　　超级跑车、3D打印手套、心脏模型、子弹......　　年终之际，带你盘点的便是那些你不可不知的3D打印“黑科技”。　　仅就图片来看，Blade无愧“超级跑车”的名号，简直酷到没朋友。但我们不能做“看脸党”，还是一起去了解下Blade身上有哪些科技含量。据Blade的设计者Czinger介绍，这款跑车的最关键点在于一个由碳纤维管制成的模块化底盘。70个3D打印铝制连接点+碳纤维管+轻量的碳纤维车身，这三个部分赋予了Blade一个坚固的结构。　　得益于3D锻造工艺与轻量碳纤维材料，Blade全车重量仅为1400磅，比类似超级跑车轻50%，这使其比同等汽油车少用了约66%的燃料，甚至还影响到它在路面上的磨损量。但轻并不意味着脆弱，事实上Blade比市面上的其他钢制汽车更坚固，并且速度还异常快。　　可欺骗扫描仪的3D打印手套　　近日，密歇根州立大学的研究人员开发出一种可成功骗过指纹扫描仪的3D打印手套。据悉，此款手套是一种可模仿真实皮肤(包括精确的指纹纹理)的专有材料通过3D打印技术制成的。使用一台高精度的3D打印机，研究人员能精确地模仿出指纹凸起。在传感器的施压下，这些凸起会“张开”，就像真实的皮肤一样。　　MSU研究人员称，开发这项技术并不是为了窃取数据，而仅仅是想找到新的方法来准确测试指纹扫描仪。虽然该3D打印手套不是为了推动反欺诈技术的发展而开发的，但MSU研究人员认为在未来它可能会对这一领域做出贡献，他们已将这项新技术分享给了其他研究反欺诈技术的科学家。　　Delft理工大学的“生物启发”科研小组与3D打印公司Materialise合作制造了心脏模型，现在他们正在对导管进行测试。此次测试，他们为3D打印的心脏模型基于现实世界的数据配备了大量的传感器，再加上新开发的导管，使得心脏模型具有了“改进的机动性”，由此打开了导管心脏手术的大门。　　心脏模型　　据该项目背后的工程师Ali介绍，3D打印模型提供了一种全新的方式来测试仪器，让它们能在科学有效的模型中进行测试，而且还能轻松应对出现额外需求的情况。这对于导管心脏手术来说是一个巨大的改变，意味着医生可以在导管方面进行更复杂的手术，而不是具有高风险的开刀手术。　　随着新技术的不断研发，3D打印的应用越来越广泛。跑车、人体器官、可穿戴设备跟接下来要介绍的3D打印子弹比起来，就显得逊色了点。近期，俄罗斯视角研究基金会已经开始着手3D打印子弹的测试，并发现3D打印子弹在某些方面的表现和现有的子弹一样好。　　据了解，这些被测试的3D打印子弹是采用的类似于传统子弹的制造方式生产的，可为国家的军队提供一种新型的弹药。据俄罗斯视角研究基金会透露，这是俄罗斯最新的国防应用技术——利用激光烧结的形式来创建3D打印子弹，通过层层金属粉末融合，以创建一个完整的子弹，与传统子弹相比，没有接缝。　　一直以来，3D打印建筑因其技术的独特性导致抗张强度有所欠缺，甚至有时候还会出现碎裂的情况。针对这一问题，德国发明家KaiParthy给出了一个解决方案——网状钢纤维填充物。Kai解释说：“混凝土填充物的研发已经持续了数十年，无论是钢纤维还是塑料纤维，加入混凝土后，都只能用于地面建筑结构，无法作为承重结构。因此，这种网状钢纤维填充物的出现，无疑是建筑界的突破。”　　网状钢纤维填充物　　据悉，这种网状钢纤维填充物呈环状，每个尺寸在1-10cm之间，能在3D打印建筑时，通过喷头或者手工，填入混凝土之中。从内部增加混凝土的抗张强度，从而提升建筑整体强度，组合得当的话甚至可以在混凝土内部形成一种类似“金属泡沫”的结构。　　当前，食品3D打印仍是一个刚刚起步的全新领域。但小编相信用不了多久，食品3D打印机就会像微波炉一样进入常规家电的行列中，进驻到许多家庭的厨房中。

从初生到成熟，3D打印行业走过了短短的三十年。这项新兴技术曾刷爆朋友圈，时至今日人们对3D打印的认识却依旧停留在“盲人摸象”的阶段，众说纷纭，褒贬不一。由于入门级的桌面3D打印机率先在教育领域得到普及，更多人仍将3D打印和“玩具”联系到一起。当我们走进位于杭州湘湖边「先临三维」的展厅内，桌面3D打印机却只是整个展厅的“冰山一角”。眼前大到比人高的金属打印机、用于航空航天的金属器件，小到精密的手持扫描仪器、用于齿科矫正的材料… … 把我们带进了一个3D打印的真实世界。作为国内3D打印行业营收领先的先临三维，从单项技术发展到建立装备、数据、服务集成体系；从单个领域应用拓展到高端制造、精准医疗、创新教育、定制消费等多领域的深度应用，沉浸行业15年。在工大学弟周青的牵线下，我们见到了几乎不曾接受公开采访的先临三维CEO李涛。这位毕业于浙大金融系的80后，低调和冷静背后，暗藏热切的呼喊：“我希望大家能真正认识到3D打印不是噱头，不是玩具，而是一套从数字化的信息采集开始，到面向性能的数字设计，最后到柔性的数字制造业全链条的技术系统。掌握好这套工具，就能突破想象力的束缚，真正带来效率、性能和品质的提升。”最终，李涛和先临三维想实现的，是让设计更加智能化、简单高效，让基于3D打印制造的个性化产品不再昂贵，能像家电一样走进亿万家庭。「数字新浙商」访谈现场洞见消费行为正呈现出“个性化”的新趋势，制造模式也从过去的标准化、规模化向高性能、多品种小批量、个性化方向发展。3D打印行业的未来不是一家独大，一定会有很多企业形成整体生态，整个链条正在经历一轮设计和制造思路的变革。个性化一定是建立在高水平的标准化、模块化和数字化应用的基础上，智能化也同理。3D打印行业会成长为现代制造业生态中不可或缺的一个子系统。它会和当前主流的制造设计生态系统相互融合，并非简单取代。 有一本书叫《跨越鸿沟》，很多新技术在初期很吸引眼球，在初期创新市场向主流规模市场过渡时，中间会经历一段时间的沉寂，3D打印技术现在就在这个鸿沟里，跨越鸿沟，才会走向规模化和普及化应用。——李涛谈行业发展：3D打印正经历设计和制造思路的变革章丰：从全球市场看，目前中国的3D打印产业处于怎样的水平？李涛：从数据来看，还是挺耐人寻味的。根据市场研究机构IDC预计，2019年全球3D打印的市场规模将达到138亿美元，中国预计将花费近20亿美元。从地域看，美国仍是全球最大市场，德国、英国、法国、意大利等国家紧随其后。国内的3D打印市场起步晚于国际市场十几年，但大致上也会沿着国外市场发展的轨迹追赶，从规模上讲还很小，但从增长速度来看，国内市场会超越大部分国家。过去我们大量进口国际先进3D打印设备和技术，现在国内自主研发的设备、材料和软件也纷纷走向国际市场。 章丰：中国是制造大国，而且在大部分细分行业形成了全球领先的产业链，为什么3D打印的市场份额比较小？ 李涛：目前3D打印的最大市场是在美国、欧洲等主要的经济发达区域。首先，从产品消费市场来看，经济发达的地方，消费水平会高一些，人工成本也高，对于产品制作效率、品质的要求更高，这助推了对设计和制造工具的高要求。比如在康复和医疗领域，3D数字设计和3D打印的应用在国外的用量明显比国内大，我们只有在解决常规手段或经验完全无法解决的疑难杂症时，医生才会不得已用到3D打印。原因是其中的结构太复杂，需要事先演练、验证，避免出现意外；同时，国内各地因为收费标准不明确，有些医生甚至自己掏腰包来承担这笔打印费用。 章丰：可以这么理解，3D打印行业的发展是由消费市场的成熟度决定的？ 李涛：消费市场的成熟度是一方面，还包括认知度和必要性，对3D打印的认知到不到位、是否刚需以及消费水平，几个因素共同形成了消费市场的差异，这是最主要的原因。在业内大家还有其他观点，一些制造业企业用户提出材料的种类不够丰富、性能不够好等原因。但是他们忽略了一点，近年来许多材料巨头把眼光转向了3D打印，纷纷推出专门的3D打印材料，可以说现有材料已经可以广泛应用于各领域，我们可以从设计上进行优化，充分发挥材料的性能。过去我们在制造中遇到高性能要求的时候，习惯从材料上想办法，能不能有更高强度、高耐用度的材料？3D打印提供了一种新的思路——将现有材料通过结构变化来实现目标性能，计算机仿真出物体在实际运行环境中的受力变形和散热状况，优化出最适宜的几何结构，最终得到一样的性能。 我个人认为，设计意识也是一个非常大的瓶颈。很多时候，工程师的思路受限于原有的加工工艺。以我们打印服务中心接到的订单为例，几乎99%以上都是面向开模、切削加工工艺来做设计的产品，只是想在加工前用3D打印来快速验证，缩短开发验证时间。验证迭代以后，产品量产还是用原有工艺，他们没有考虑面向3D打印的特点，做高性能的结构来解决问题。但从我们国外的订单来看，有些零件一看就是非3D打印不能制造，也就是说它是为了将来以3D打印方式来量产做准备。这方面主要靠大公司推动，像航空航天和能源系统的公司。比如说发动机领域，劳斯莱斯、GE航空，包括spaceX开发的火箭推行系统，都在用3D打印开发新一代发动机。最典型的例子，2016年GE开发团队宣布把一款涡轮螺旋桨发动机的845个部件合并为只有11个3D打印部件。不仅成本大大削减，而且减少了复杂性，缩短了生产周期，并且新技术可以把发动机大修时间间隔延长30%以上。 章丰：刚才讲到的几点原因中，设计能力的制约占多大比重？ 李涛：我认为设计的瓶颈远远超过材料和其他因素。3D打印是一个风向标，帮助我们看到了当前中国创新所处的阶段。中国确实是制造大国，但和其他制造强国相比，自主创新的企业所占比重仍偏低。在先临三维的用户分布上，国外从大公司、中型公司到小型公司，都在使用3D打印技术。但国内的客户群主要集中在超大型公司和超小型公司。为什么？大型企业在研发下一代新产品和新应用时追求高性能，使用3D打印技术来进行优化迭代。而超小型企业不具备一开始就制造量产的能力，先打印5个、10个，然后投放市场、验证反馈、快速迭代。消费行为正呈现出“个性化”的新趋势，制造模式也从过去的标准化、规模化向高性能、多品种小批量、个性化方向发展。3D打印行业的未来不是一家独大，一定会有很多企业形成整体生态，整个链条正在经历一轮设计和制造思路的变革，所以整个思路都要重构。谈个性化：辩证看待 个性化也基于标准化之上足部3D扫描仪在个性化定制领域，先临三维也积极展开尝试，将3D数字化技术和3D打印技术应用于精准的个性化定制解决方案。比如在“鞋”这件小事上，公司自主研发了固定式足部3D扫描仪及手持式足部3D扫描仪，可以快速获取高精度脚型数据，结合3D打印技术，可应用于个性化定制鞋、医疗支具及矫形器定制等众多领域。章丰：高性能、小规模、个性化也随之带来一个问题，成本造价会不会升高？ 李涛：要辩证地看。我们作为制造业企业，习惯性考量某个零件单体制造成本，现在一些公司开发新产品时，不仅考量制造成本，还要联动前期的设计成本、时间成本，后期的维护成本、回收成本。如果以全周期来看，会发现成本和量产规模有关。国外曾有分析表明，某个零件的制造，相比开模，在制造数量低于某个临界点后是3D打印更划算。所以整个3D打印在国外的大型企业的应用，已经覆盖到了整个产品的周期，从前期的概念验证到制造过程中的工装、模具，再到部分产品的直接生产。章丰：随着材料工艺、软件设计能力，包括计算机视觉智能化水平的提高，未来3D打印的成本曲线是否会呈现往下走的趋势？而传统的制造工艺已经成熟，它的成本曲线可能更趋向平滑。这两条曲线在未来的演变过程中，有没有可能在相当程度上实现交叉？李涛：一定会。传统制造方式随着量增加，成本会线性下降，因为它的初期投入会被摊薄。3D打印的成本也是向下的，只是没那么陡，为什么？材料成本、设备成本在下降，设计工艺带来的整体成本也下降了。所以两者一定会在某个目标制造量下出现交叉点。当然最后根据产品是否用金属材料、尺寸大小，成本会有不同。但总得来说，产品尺寸越小、结构越复杂，3D打印的成本越低；越大越简单，用3D打印的相对成本越高。章丰：近两年制造业经常提C2M（Customer-to-Manufacturer，用户直连制造），强调消费者端的定制化生产。鞋子就很典型，因为每个人的脚型都有差异。未来如果C2M模式逐渐普及，在工业制造端的3D打印会是怎样的面貌？李涛：个性化也是分级的，好比我们买车，也有个性化定制，但厂商提供了几个配置组合，这些配置就是相对标准化的，只是通过消费者的选择组合，变成了个性化。拿鞋举例，可能100万人中，按传统的尺码分成10个尺码，经过三维扫描建立起3D足型数据，这100万个数据通过软件自动计算和分类之后，可以归类出100个尺码。如果再往下细分，意义就不大了，就像圆周率的精确度。章丰：个性化也是“优化的个性化”，过度个性化的边际效应已经很小了。 李涛：没错，实际上采用数字化的再分类方式更智能，同样可以提供舒适度。这100万个人当中，和这100个尺码100%吻合的人，会超级合脚舒适，剩下的误差脚感上也是微乎其微。高度的个性化一般应用于康复领域，比如脚受伤了，通过建模打印一双和脚型完全一致的鞋，这类产品随着3D打印材料成本的下降，也可以控制在几百块以内，不再高不可攀。谈研发投入：高薪高水平 胜过人海战术 2018年，先临三维的研发投入高达1.405亿，相对于4.12亿元的营收，占比达到34%，相当之高。财报显示，从2012年开始，公司每年投入研发的资金都维持在较高的水平，超过营收的20%。章丰：多年来研发费用占比保持在20%以上，这在科技公司中也是一个很高的水平。 李涛：主要出于几点考虑。首先，公司的综合毛利相对可观，可以保证这部分研发费用。第二，因为我们所做的是图形图像领域软硬件结合的产品，对于人工智能领域的高端人才是刚需，所以待遇水平占了支出的很大一块。第三，尤其最近三年投入比重特别大，因为我们在做技术结构的调整，建立了一种梯度型的研发投入。我们把研发分成三个层次：底层是面向未来的核心算法和软件技术储备。由我们的首席科学家带着研究院的教授及员工在开发，他们做的是探索性的工作。中间层叫基础研发。基础软件和基础硬件部门负责整个公司的软硬件平台的搭建，把那些可以在近期用到产品中的软件进行架构化和标准化，把研究院的成果做成更加稳健的软件模块和算法模块，供我们的产品部门调用，实现三维扫描跟3D打印共性的技术的平台和成熟组件的开发。最后就是产品层面的开发，各产品线的研发团队面向不同行业应用，面向客户需求的产品功能开发和用户体验优化。我们坚持每年都会发布几款新产品，每年每个产品线都有新产品，现有的成熟产品，最慢两年内会更新一代。章丰：这么高频？ 李涛：随着行业发展，用户需求是越来越多样化的。比如有的是拿来做零件，有的用以维修，那么维修就要用到三维视觉，如何识别它维修部位，帮助用户精准地自动定位。再举金属打印的例子，早期我们的金属打印机只有一台。后来我们发现，金属打印机用在不同的领域，有不同的需求——有的侧重效率，有的侧重强度，有的侧重成本，那么就要对它做细致的分类，进行迭代。另一方面，我们的用户结构也在发生变化。以前的设备主要提供给科研型的单位、高端制造业的工程师用，他们经过培训就可以按照流程使用。但是近几年，随之设备的普及，操作者可能是模具厂的工人，那么我们在软件上就要根据用户场景和使用需求做简化和一键式操作。 章丰：3D打印是一种跨学科的交叉技术，对团队人才的要求是复合型的，需要计算机、光学、机械制造、材料等等学科背景，而且很多技术处于行业演进的前端，这样的人好招吗？ 李涛：很不好招，所以我们注重高薪高水平胜过人海战术，而且要人尽所长。我们的主管在行业里沉淀了多年的经验，以他们的架构能力，把需要的能力拆分成几种类型的，招相应专业的人才，进公司后还需要培训磨合。我们投入了很大一部分精力，把内部的软件架构做了模块化梳理。我认为，个性化一定是建立在非常高水平的标准化、模块化和数字化应用的基础上才能实现。章丰：这个观点我很赞同，否则个性化很难走得远。李涛：智能化也是同理。智能化如果不是建立在非常高水平的数字化，以及数字化下的高度的数据结构化的基础上，靠散乱的数据、垃圾数据拿去学习，就难以得到准确的结果，就像是我们常说的“Garbage in，Garbage out”（无用输入，无用输出）。谈应用领域：大众的想象真的太高了 短期内打印器官肯定不行目前3D打印技术已经广泛应用于工业及消费领域，但在风口来临之前，先临三维已经在行业内深耕了15年，为高端制造、精准医疗、定制消费、启智教育等领域用户提供 “3D数字化—智能设计—增材制造”智能制造解决方案。作为业务模块之一的3D打印服务，打造 C2M 和线上线下相结合的分布式服务模式，并在全国建立了布局了十几家线下服务中心。 章丰：这些3D打印服务中心分布在哪里？ 李涛：一般在制造业相对较发达的地方，我们和地方政府合作，作为块状产业的配套。但这一块现阶段看，尝试并不太成功，原因是我们忽略了当前制造业用户所处的状态。原来我们认为在制造业发达的地方，用户需求会高，现在看需要同时满足设计、创新都发达的条件，而且这些企业的需求还不一定连贯，没有办法保证服务中心的高频运转。所以我们认为当前服务中心的模式还是集中优于分散，相应地我们做了一些调整，加强总部的服务能力，通过物流触达各地。 章丰：未来3D打印会在哪些领域形成较大规模的应用场景？ 李涛：根据规模，依次是先进制造、医疗健康、教育文创几大领域。在接下来相当一段时间内，规模也会按照相类似的比重放大。在制造领域，目前主要是一些超大型企业和初创企业在使用，会逐渐形成辐射效应，加上设计软件门槛下降之后，越来越多的工程师可以基于这项技术做一些这种高性能的零件。 章丰：生物3D打印的应用，也是很多人关注的领域。按照你的估计，未来5年生物3D打印能达到什么样的水平？ 李涛：我怕让大家失望。因为大众的想象真的太高了。短期内打印器官肯定不行，但是在人体的一些局部个性化修复领域，比如骨骼、皮肤、血管，应该会越来越多。当然这方面也需要相关的制度供给。现有的医疗器械的管理里，3D打印植入体的认证，包括一些个性化的认证，还没有被纳入。国外的认证就会快一些，美国每周都会有相关的认证性产品发出来。如果在制度供给上能跟进的话，推进会更快。谈行业图景：3D打印是制造业生态不可或缺的系统章丰：很多人对3D打印的整个行业没有一个整体认知，包括我，因为这里面有很多角色，能不能解读一下？李涛：这个问题很好，我一直想讲的就是，我们公司虽然是3D打印的一员，但我们不能代表整个行业。因为这个行业未来会是一种新生态，里面会有设计、应用、材料、设备制造单位。光制造设备，根据材料和工艺种类的不同，应用方向的不同，可能都有成百上千家不同类型的专用设备的企业产生。所以3D打印行业以后会成长为现代制造业生态中不可或缺的一个子系统。它会和当前主流的制造设计的生态系统相互融合，并非简单取代，而是解决传统方式做不了的东西，相当于制造业的增量市场。 章丰：相对于你描述的理想生态，目前行业的发展处在哪个阶段？李涛：有一本书叫《跨越鸿沟》，很多新技术在初期很吸引眼球，然后开始应用，在初期创新市场向主流规模市场过渡时，中间会经历一段时间的沉寂，就叫鸿沟，跨越鸿沟才会走向规模化和普及化应用，3D打印技术现在就在鸿沟里。我个人认为，整个行业需要系统的推进，有几大因素可以助推：一是大企业的辐射效应。二是3D数字设计和制造工具会越来越简单，使用体验越来越好，学习成本会低。第三，我认为教育领域所能起到的作用非常大的。我们投入了很多经历和资金在教育上，因为我们希望让大家认识到，3D打印不只是打印制造本身，它实际上是一个从数字化的信息采集开始，到面向性能的数字设计，最后到柔性的数字制造业全链条的技术系统。这一套工具掌握好了之后，你能打破想象力的束缚，创造出很多很好的产品。而这些产品，因为它的复杂性，除了3D打印，没有其他手段能制造和生产。快问快答章丰：你最得意的事情是什么？李涛：我们从2012年开始，能得到董事会股东的认可，支持原创性技术的高投入，而且坚持这么多年，也不会因为财务报表的压力给我们施压。 章丰：最期待发生什么？ 李涛：我希望大家能真正认识到3D打印不是噱头，也不是玩具，而是能真正带来效率、性能和品质的提升的一项技术。希望国内也能用好这项技术，从设计层面去跨越鸿沟。 章丰：最害怕发生什么？ 李涛：为了3D打印而3D打印。 章丰：你会如何解读“数字新浙商”？ 李涛：一直以来，大众对“数字”形成的理念主要是互联网、大数据、云计算、机器学习等等。很多时候，大家不会把我们做的领域认为是跟数字化有关的，但我个人认为，我们在做的事恰恰代表着未来整个数字经济发展的非常重要的支撑力量——3D打印是集数字化的设计、应用和制造一体化发展的行业。 数字化固然重要，它是未来智能化的根基，但未来不单单是数据层面的数字化。互联网完成了人与人之间的连通，未来设备与设备、人与设备的关系连通，也是数字经济非常重要的环节。当然现在很多互联网企业在提工业互联网、云计算，如果说他们做的是“云”是“脑”的部分，完成机器本身的数字化，我们在做的就是“端”和“手脚”，让各种工具也数字化，才能真正实现互联互通。“数字新浙商”既然来采访我，说明你们看到了整个数字化的大生态，未来应该是所有产业无处不数字化，只有无处不数字化，才能无处不智能化。来源： 数字经济发布微信公众号

随着时代的发展，面对着越来越细化的工作分工，标签打印机正以前所未有速度进入到我们的工作中，合理运用标签打印机的功能，可以有效的实现文件管理，归类，特殊物品的识别，管理等，让我们的工作变成有条不紊。 随着时代的发展，面对着越来越细化的工作分工，标签打印机正以前所未有速度进入到我们的工作中，合理运用标签打印机的功能，可以有效的实现文件管理，归类，特殊物品的识别，管理等，让我们的工作变成有条不紊。在工业生产制造中，标签打印也同样起着非常重要的作用，应用在很多的称重场景，如物料入库，材料分选，配料配方，质检以及成品出库等等，称重与标签打印的需求息息相关。针对标签打印的需求，奥豪斯为您提供完善的解决方案。Defender 5000中精度电子台秤， Defender 6000 XW系列超级防水台秤以及Ranger 7000系列高精度秤均可支持标签打印，其打印内容除毛重、皮重、净重等基础信息外，还可打印产品批次号，时间日期，交易号，称重模式，输出状态，操作人，物料编号，物料名称，平均单重，流水号，条码，二维码及品牌Logo等信息。Defender 5000，Defender 6000™ （XW）与Ranger 7000产品均预设有六个模板，其中一个为简单模板，可打印称重结果，满足客户的打印需求；另外有五个自定义模板，可以根据用户的需求来调整打印尺寸与内容。配合ScaleMate*软件使用，可为客户提供最大程度上的便利去设计标签模版，提高工作效率。 在生物制药行业，食品饮料等行业中使用标签打印机，有助于满足数据管理和记录的相关规定。手动记录称量结果可能会出现抄录错误，同时还会因字迹不佳等导致结果释义不一致！ 奥豪斯Explorer天平能为实验室提供灵活的记录和贴标选项，有助于消除抄录误差、加速工作流程并确保可追溯性，天平内置5个自定义打印模板，其中2个预设模板方便客户直接使用。 任何带有串口的斑马标签打印机均可连接以上OHAUS产品，同时我们还支持可以使用ZPL语言的串口标签打印机。配D52加斑马打印机的图片* ScaleMate软件 可在PC端读取、设置以及备份天平或秤的菜单，管理库信息、用户信息以及更加方便地设置打印模板

2013年，思迅软件公司针对食品连锁店客户，发布了基于iSmart智能秤的梅特勒托利多专版软件。这是思迅软件公司为梅特勒托利多PC秤用户度身定制的一款软件，功能兼顾满足中小门店的日常运营和规模化连锁经营的需求，适用于休闲食品、熟食、水果、烘焙等需要散装称重、结算的食品零售商。该软件从需求调研、合作研讨，到研发、测试经历一年多的时间，可以为食品零售商带来全新的应用体验。称重、PC、收银一体化传统的食品连锁店方案一般包括POS、电子秤、软件、打印等多个部分。梅特勒托利多iSmart智能秤的出现，为方案一体化提供了可能。它颠覆了秤和POS机的传统概念，可以集成全部POS功能，运行POS软件，打印POS收据，支持&ldquo 进、销、调、存&rdquo 管理，是零售商运营管理的智能终端。全开放的PC平台，更是向软件商打开了易于合作之门。 全触摸前台操作，连接思迅管理软件思迅软件公司的这款梅特勒托利多iSmart智能秤专版软件界面精美，操作流畅，给用户带来极佳的应用体验。前台集成零售POS主要业务功能，提供可视化商品称重、全触摸式的前台操作，提高了食品零售业销售收银的效率，帮助食品零售企业更好地服务于顾客。后台与思迅管理软件无缝连接，支持思迅商业之星7、商云8、商锐9等软件产品。 整体方案易于复制在门店应用iSmart智能秤和思迅软件公司的梅特勒托利多专版软件，收银员即是操作员，耗材为普通收银纸，节省人力和能耗；硬件集成度高，节省店铺空间，外观形象好，故障率低；支持实时通讯、实时价格管理、会员管理，新的功能也可以通过软件升级轻松实现。无论用户处于开店初期，还是大规模发展连锁时，这种模式都非常易于复制，确保业务成长。 关于思迅软件深圳万国思迅软件有限公司，前身由IBM于1991年投资创立，现在南京、武汉、郑州、昆明、南宁设有5个分公司，全国所有的省份及300多个大中城市设有1000多家合作伙伴及服务机构。思迅软件长期致力于零售流通业、商业自动化与餐饮娱乐行业信息化技术研究开发与推广应用，拥有自主知识产权的&ldquo 思迅&rdquo 全系列商业及餐饮管理软件。 梅特勒托利多iSmart智能秤:http://cn.mt.com/cn/zh/home/products/P_Food_Retail_Solutions/counter_scales/iSmart_PC.html 称重管理软件: http://cn.mt.com/cn/zh/home/supportive_content/news/cn_ret_ismart_siss.html 更多信息,请访问梅特勒托利多官网

2023年初，备受业界关注的2022年“朱良漪分析仪器创新奖”颁奖典礼在京隆重举行，评选出“创新成果奖”3项，“青年创新奖”5名。中国仪器仪表学会分析仪器分会与仪器信息网联合采访了“朱良漪分析仪器创新奖”获得者，倾听了解他们的获奖感受、研发过程以及今后的研究方向。　　中科院生态环境中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室环境分析与毒理研究组的王丁一助理研究员获得2022年“朱良漪分析仪器创新奖”之“青年创新奖”，获奖成果是“用于单颗粒/单细胞电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析的进样系统关键组件研制”。基于此，仪器信息网与王丁一助理研究员就其研制成果及对质谱仪器研发技术、产业化等方面的看法进行了深入交流。　　仪器信息网：首先恭喜您获得“2022年朱良漪分析仪器创新奖”，请向广大网友介绍一下您自己，以及您所在的单位?　　王丁一：各位网友大家好，感谢仪器信息网的采访，我是来自中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室环境分析与毒理研究组的王丁一，本科毕业于大连理工大学环境工程专业，之后来到中科院生态环境研究中心师从江桂斌院士进行硕博连读，毕业后留组工作至今。我本人主要从事利用3D打印技术研制小型分析器件和分析装置的研究，目前主要关注质谱核心器件的研制与3D打印材料的功能化及其在环境分析领域的应用。　　我所在的中科院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室瞄准国际学科发展前沿和国家环境与健康研究的重大需求，在持久性有毒污染物的分析方法、环境化学行为、毒理与健康效应方面开展了深入系统的研究，取得了一系列原创性成果，形成了鲜明的研究特色。实验室自主研发了包括高通量多功能成组毒理学分析仪、全自动甲基汞分析仪、基于中空纤维流场流分离技术的纳/微米材料分离仪器在内的多种新仪器和新装置，近年来承担基金委国家重大科学仪器3项，研究成果曾多次获得国家自然科学二等奖、国家科技进步二等奖和中国分析测试学会(CAIA)特等奖等荣誉。　　仪器信息网：2022年度“青年创新奖”的五项获奖成果多与质谱技术相关，与往年相比有很大不同。对于这一情况，您最大的感受是什么?您认为这将给从事质谱仪器及应用相关研究工作的青年人带来怎样的影响?　　王丁一：质谱仪器是目前应用范围最广的分析仪器之一，随着国内质谱仪器市场需求的迅速扩大，政府部门、科研院校和仪器生产企业等都在加大仪器研发投入，加速推动国产质谱仪和质谱核心零部件的研发，由此取得了很多创新性的研究成果，也不断涌现出大量从事质谱研制及应用相关工作的优秀青年人才，能得到“朱良漪奖”的认可，对于我自己和其他从事质谱研制的同仁来说是很好的激励和肯定。类似的情况今后很有可能还会出现，并且不只是“朱良漪奖”，国内其他机构在人才培养、科研项目申请、经费支持力度以及成果奖励等方面都越来越重视仪器研制及应用相关的工作，这对于从事相关工作的研究人员来说是很好的机遇，也希望今后能有更多人能够参与到质谱等分析仪器的研发与应用。　　仪器信息网：您如何看待中国质谱自主技术创新、质谱产业的发展?　　王丁一：随着我国经济的快速发展，面临的环境污染、食品安全和医疗健康等问题日益突出，质谱仪器需求和相应的市场规模也急剧增长。尽管如此，我国的质谱仪器尤其是高端质谱仪器却长期被国外公司垄断，国产质谱仪器还难以满足各方面的需求，特别在一些核心器件的研制方面存在“卡脖子”难题，国产质谱分析器件无论技术、质量和产品应用，在市场上都缺乏足够竞争力。因此，发展高质量和具有自主知识产权的分析仪器和核心器件仍然是我们要长期面临的重大挑战。　　幸运的是，近年来国家不断加大对科学仪器自主研发的支持力度，将科学仪器创新列为优先发展的战略领域，相关部门设立了仪器设备开发专项资金，有力推动了国产科学仪器的创新发展。在“十四五”规划中也明确提出要加强高端科研仪器设备研发制造，前不久习总书记又再次强调，“要打好科技仪器设备、操作系统和基础软件国产化攻坚战，鼓励科研机构、高校同企业开展联合攻关，提升国产化替代水平和应用规模，争取早日实现用我国自主的研究平台、仪器设备来解决重大基础研究问题。”相信我国的质谱产业一定会迎来跨越式发展。　　仪器信息网：请介绍下您与仪器研发的机缘?　　王丁一：我们课题组一直长期开展新仪器的研制和新方法的开发，在大约十年前，课题组长江桂斌院士关注到3D打印在其他领域的发展及其在环境分析领域的潜力，并购买了实验室第一台3D打印机，那时我刚进入课题组学习，还没有确定研究方向，正好我又对3D打印和模型设计很感兴趣，于是主动向老师申请从事3D打印相关的研究工作，江老师非常鼓励和支持我探索各种可能的研究方向和可能性，当时课题组胡立刚研究员正在建立凝胶电泳与ICP-MS联用的方法用于金属蛋白的分析，通过3D打印我们得以在实验室内自行设计和加工制造大部分关键的凝胶电泳组件，大大提高了研发效率和仪器的性能。后来我们又利用3D打印陆续开展了更多的仪器研制相关工作，一直延续至今。在江老师和国重室的大力支持下，目前我们已成立了专门的3D打印工作室用于个性化分析器件的研制和提供相关加工服务，形成了从设计、加工到性能测试的完整技术链条，也欢迎仪器信息网的同行联系我们开展合作。　　仪器信息网：您在质谱相关技术的研制和产业化方面开展了哪些工作，取得了怎样的创新成果?其潜在用户主要是哪些，将解决用户哪些实际问题?成果的市场前景如何?　　王丁一：我和所在团队在质谱器件研制和产业化方面开展的主要工作包括：　　1. 单颗粒/单细胞电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析进样系统 利用3D打印研制了针对单细胞和单颗粒等非均一样品ICP-MS分析的高通量微量进样系统、进样雾化室以及雾化器等，可在低进样流速下实现非均一样品的长时间、稳定高效进样及分析，相关成果申请国家专利7项，已获得授权4项，目前已实现成果转化1项，并且已形成产品进行销售。现有ICP-MS进样系统主要针对样品量大、高度均一的溶液态样品设计，其样品传输效率通常不到10%，无法保证单颗粒/单细胞样品检测的准确性。为此，我们研制了一种针对单颗粒/单细胞ICP-MS分析的全耗型进样雾化室，使得ICP-MS能够在低进样流速下具备高传输效率，当样品进样流速低于20 μL/min时，我们研制的进样系统对纳米颗粒的传输效率可超过60%，可用于单颗粒/单细胞等非均一样品的高效检测，进一步拓展了ICP-MS的应用范围。现有ICP-MS进样雾化室和雾化器等核心器件高度依赖进口，价格高昂，而我们通过借助3D打印技术，大幅降低了成本和制造周期，解决了目前国内研究人员难以针对ICP-MS和IPC-OES相关器件进行快速、高效研制的问题，打破了ICP-MS进样系统核心组件仅由少数几家国外公司能提供的局面，填补了我国在该领域的技术和产品空白。　　2. 金属蛋白分析系统 利用3D打印技术建立了基于ICP-MS联用的金属蛋白质组学分析平台及技术，可同时实现金属蛋白的分离和所含金属元素的定性、定量分析，相关成果申请国家专利7项，已获得授权5项，发表SCI论文4篇，于2021年获中国分析测试协会CAIA奖特等奖。　　3. 基质辅助激光解吸-串联飞行时间质谱仪(MALDI-TOF-MS)分析前处理装置及分析器件 利用3D打印研制了可实现“免基质”LDI-TOF-MS分析的高性能靶板，以及配套的多功能模块化微量样品前处理系统，相关成果申请国家发明专利2项，已获得授权2项，在Environ. Sci. Technol.、Chem. Commun.等国际期刊发表SCI论文3篇。　　仪器信息网：后续您还将开展哪些创新工作?　　王丁一：后续我们将继续围绕质谱核心器件的研制开展相关研究工作，计划与国内主要质谱生产商一起合作，聚焦质谱在环境分析、生物检测、医疗健康等领域应用面临的实际需求和“卡脖子”难题，从前端走向后端，针对质谱的离子源、质量分析器和检测器等核心器件的研制开展相关研究，努力推动高质量质谱仪器和核心器件国产化。

3D打印是制造业热门技术，应用范围极广。它既可以打印塑料、陶瓷等非金属材料，也可以打印钢铁、铝合金、钛合金、高温合金等金属材料，以及复合材料、生物材料甚至是生命材料，成形尺寸从微纳米元器件到10米以上大型航空结构件，为现代制造业发展及传统制造业升级转型提供了巨大契机。相较传统制造方法，3D打印在理念上大为不同。我们经常使用的产品都是三维的，传统制造方法是模具成形或者切削加工，也被称作是等材制造及减材制造。等材制造就是人们熟知的铸锻焊，已经有数千年历史。无论是四川的三星堆，还是陕西的兵马俑，都能看到用等材制造方法制成的精美铜器。电动机问世后，以其为动力，可以对材料进行切削加工。因为在车铣刨磨的加工过程中材料逐渐被切掉，所以被称为减材制造。与上述两种传统制造方法相比，我们俗称的3D打印技术是上世纪80年代发明的新制造方法，类似燕子衔泥造窝，材料一点一点累加，造出三维物体来，因此又称增材制造。虽然从理念上说，燕子衔泥、万里长城都可以视作增材制造，但是只有在计算机控制下，把需要的材料按照设计累加到需要的地方，实现控形控性，才是真正的增材制造。赋能产品设计制造，推动高端制造业长足进步经过多年研究与发展，人们发明了光固化、粉末烧结、丝材累加等3D打印技术。这3种技术分别利用激光扫描液态光敏树脂表面，使之固化，或者高能束扫描材料粉末，使之烧结，或者采用热/电弧/高能束熔融丝材按照图形剖面铺设等方法，在剖面上一层层累加，制成三维实体零件。信息技术日新月异，3D打印技术在计算机控制下，可以打印出多种材料、任意形状，因此在工业及日常生活中，正带来许多重大变化。不同的制造技术有不同的技术特点。比如等材制造的铸锻焊过程，需要模具、砂型，如果我们只做一件样品，成本上就划不来，它更适合于批量制造。当然，也可以用减材制造进行切削加工，但加工过程会造成材料浪费。比如航空航天制造中，为实现轻量化，一些零件很大却很轻，形状复杂，要把材料尽可能地分布在边沿，这就需要切掉很多材料。对一些像铝合金、钛合金这样贵重的金属来说，付出的成本高昂。3D打印技术摆脱了模具、工装夹具等生产准备工作，在新产品开发、首件制造等方面，极大缩短了周期，降低了成本。而且通过计算机控制，完全实现数字化，哪里需要材料，就可以把材料堆积到哪里，做到节材制造。目前，我国不少企业的制造能力强，但产品开发能力相对不足，制约了制造业向价值链顶端的发展。3D打印可以帮助我们补足这一短板，缩短设计迭代、样机制作、评价、分析、改进、量产等流程。如在航空航天等高端装备的快速开发和迭代升级方面，3D打印已成为新产品开发的有力工具。3D打印还为创新设计拓展出巨大空间。过去设计师虽然有很好的构想，但由于模具制造的复杂性、切削加工空间的可达性，不能按照原构想来设计，只能把大的零件拆成几十、上百个小零件，设计与制造的成本随之增加。对于传统制造难以实现的零件形状或结构，3D打印可以胜任，通过结构一体化制造，实现最优设计构想。这就为设计创新、产品创新、装备创新提供巨大空间，由此为制造业带来不可估量的效益。比如，一家生产飞机发动机的大型公司，原来在制造发动机燃油喷嘴过程中，由于制造技术的局限，需要把喷嘴分成20多个零件去制造。这20多个零件中的每一个都要达到微米级，装配在一起时需要焊接，然而一焊接，就达不到微米级的精度了。结果，燃油喷嘴的制造缺乏一致性，燃油效率很难优化。而现在，可以把20多个零件一体化地3D打印出来，化繁为简，提高了零件的燃油效率，大大增强产品竞争力。除了擅长复杂零件的设计制造，3D打印还可以在个性化制造上大显身手。伴随信息化进程，个性化制造在越来越多的领域替代流水线式大批量制造。家电、可穿戴电子设备乃至汽车等消费品越来越呈现个性化趋势，而3D打印尤为擅长个性化制造。比如为运动员3D打印一双最适合其脚型的鞋子，将有助于改善穿着体验，提高运动成绩。在精准医疗领域，如骨科手术辅具、牙科正畸、手术模型等方面，能够越来越多地看到3D打印的应用。3D打印医疗器械新产品层出不穷，已从最初用于制造生物假体，扩展至细胞、组织和器官打印研究，未来或将用于人体器官再创，为人类带来福祉。产业链不断扩展，“3D打印+”迈上新台阶全球增材制造产业链正在不断扩展。航空航天、航海、能源动力、汽车和轨道交通、电子工业、模具制造、医疗健康、数字创意、建筑等领域的企业和服务厂商不断涌入增材制造产业。汽车行业超越航空航天、医疗等领域，成为3D打印技术的第一大应用行业，包括原型设计、模具制造和批量化3D打印零件等。3D打印在前沿科学研究方面，也发挥着越来越重要的作用。3D打印技术能在可控条件下，快速将不同材料混合在一起，打印试件或零件，因此可以按照材料基因组方法，实验与发明新合金、新复合材料，为工业应用快速开发出更多更好的新材料，满足高端装备、新产品的多方面需求。近年来，功能梯度材料越来越受到重视。用多种不同材料打印零件，将材料分层，不同材料打印在不同层，零件就可以实现表面是耐磨、耐腐蚀的，里面是高强度、韧性好的，再里面就像人体的骨头一样，是疏松的蜂窝状结构。如此一来，产品在增强刚性的同时减轻了重量。当前，人们正致力于增材制造技术开发与产业化。3D打印已经应用于我国航空航天开发和小批量制造、汽车快速开发及轻量化、精准医疗、文化创意等领域。在材料制备、3D打印主流工艺与装备、关键零部件、控制软件及各领域工程应用等方面，初步形成创新链与产业链。去年，我国增材制造产业规模增速高于全球同期增速。我国已将3D打印应用于飞机起落架这类高负荷承力件；中国首枚火星探测器“天问一号”的运载火箭发动机上，安装了许多3D打印零件。作为一种短流程的制造技术，3D打印在抗击新冠肺炎疫情中也发挥了作用，如3D打印医疗方舱、护目镜、呼吸阀等。经过近40年发展，增材制造已经迈向“3D打印+”阶段。从开始的原型制造逐渐发展为直接制造、批量制造；从以形状控制为主要目标的模型模具制造，到形性兼具的结构功能一体化的部件组件制造；从微纳米尺度的功能元器件制造到数十米大小的民用建筑物打印… … 增材制造作为一项变革性技术，是先进制造的有力工具，是智能制造不可分割的重要组成部分。随着“3D打印+”的深入开展，增材制造、减材制造与等材制造将走向互融互通。不同制造技术各显其长，发挥合力，共同推动我国由制造大国向制造强国迈进。（作者为中国工程院院士、西安交通大学教授）

近年来，柔性电子在可穿戴设备、电子皮肤等众多应用中扮演着越来越重要的角色，以水凝胶为基质设计的柔性电子由于其良好的导电性、柔性以及生物相容性等特点受到广泛的关注，在柔性传感器、柔性能源器件及人机接口等方面表现出广阔的应用前景。面投影微立体光刻3D打印技术（PμSL）可快速制造并成型任意形状和定制设计的结构，为以水凝胶基质设计的柔性电子器件的制造提供了灵活性和简便性。结合3D打印技术，并对水凝胶进行诸如超抗冻、超拉伸、导电等性能设计，在一定程度上拓宽了水凝胶的功能和应用范围。近日，湖南大学王兆龙助理教授、段辉高教授与上海交通大学郑平院士等人合作，该团队基于摩方精密（BMF）超高精度光固化3D打印机nanoArch S/P140，开发了一种能够耐受-115℃极高导电能力的水凝胶体系，实现了极低温条件下的可穿戴设备运动信号检测及脑电信号高精度采集。文章以“3D Printed Ultrastretchable, Hyper-Antifreezing Conductive Hydrogelfor Sensitive Motion and Electrophysiological Signal Monitoring”为题发表在Research（Volume 2020 |Article ID 1426078）上。其中，王兆龙助理教授及硕士研究生陈雷为共同一作。基于面投影微立体光刻技术制造水凝胶结构，首先，作者通过计算机辅助设计（CAD）软件生成的3D模型按照特定层厚切片为一系列平行的二维数字图像，然后，这些切出来的2D图案被传输到DMD芯片上，DMD芯片通过2D图案的形状调节其上照射的紫外光（LED，405nm）。具有相应定义的2D图案的成形紫外光通过一个缩小透镜，该透镜将2D图像投影到具有缩小特征尺寸的水凝胶前体溶液上。图案化的紫外光照射将会使水凝胶前体溶液在相应区域发生局部聚合反应并成型附着在打印平台上。再控制降低打印平台，紫外光投影照射继续打印下一层。这个过程反复进行，直到整个水凝胶结构被制造出来（图1）。研究者引入亲水性的三元醇作为光引发剂TPO-L的良性溶剂，将不溶于水的TPO-L均匀分散在水中，提高光引发剂引发效率，结合光固化3D打印nanoArchS/P140设备的离型膜的快速离型，大大提高水凝胶的光固化速度；利用纳米羟基磷灰石与水凝胶高分子链之间形成强烈的物理作用，从而提高3D打印水凝胶的拉伸性（2500%），并进一步提高其机械强度；三元醇和高浓度离子盐的协同作用赋予了水凝胶极佳的导电性和抗冻性（-115℃左右），3D打印水凝胶在极低温情况下仍然能够完成拉伸、弯曲和扭转的动作，并具有一定的低温导电性（图2）。图1 基于面投影微立体光刻技术的水凝胶加工过程图2 水凝胶的力学、电学和抗冻性能设计优异的机械性能和良好的导电性能使其3D打印水凝胶能够作为应变传感器用于识别包括手指弯曲、发声及吞咽等人体运动信号（图3）；水凝胶还可作为柔性电极检测和采集诸如人睁、闭眼时的脑/眼电信号（EEG/ EOG），当志愿者在闭上眼睛并放松时，脑电信号显示出明显的α波（8~13Hz），当志愿者睁开眼睛并积极思考时，脑电α波即刻消失并逐渐向β波（14~30Hz）方向移动。与当前最精确的传统脑电信号采集装置对比实验表明，新体系水凝胶可以准确采集大脑中的脑电信号，反映大脑活动的整体信息，显示出在人机交互，特别是低温领域的脑机接口等方面的应用潜力（图4）。图3 柔性应变传感器应用图4 水凝胶柔性电极脑机接口应用总而言之，本研究基于面投影微立体光刻技术，引入亲水性的三元醇作为光引发剂TPO-L的良性溶剂，利用纳米羟基磷灰石提高拉伸性，并结合高浓度的离子盐和三元醇作为导电介质和抗冻剂，使得所开发的水凝胶体系具有优异机械、导电和抗冻性能，并且可作为柔性应变传感器实现对人体运动和微弱信号的实时监控，同时可进一步用作脑机接口，准确采集大脑中的脑电信号，包括α、β波以反映大脑活动的整体信息。本文提出的水凝胶在电子皮肤、人机交互甚至极低温情况下的可穿戴设备中具有良好的应用前景。未来，微尺度3D打印技术的加入使得复杂3D结构多功能柔性电子和复杂脑机接口的快速制造成为可能。原文链接：https://spj.sciencemag.org/journals/research/2020/1426078/官网：https://www.bmftec.cn/links/10

《中国制造2025》的提出，预示着我国医疗器械行业的转型升级正在加快，研发趋势也正在向国际靠拢。目前国产医疗器械产品仍集中在中低端品种，高端介植入器械整体处于由模仿创新到部分替代进口的关键竞争时期。国内医疗器械行业正在逐渐加大产品创新的维度，由于高端介植入医疗器械非常精密，相应的制造加工技术要求也越来越高，传统加工方式很难满足介植入医疗器械快速创新的要求，寻找创新型精密加工方式成为了行业创新的迫切需求。行业背景医疗器械是指直接或者间接用于人体的仪器、设备、器具、体外诊断试剂及校准物、材料以及其他类似或者相关的物品，包括所需要的计算机软件。在医疗器械众多的细分领域中，基于对市场规模及增速、竞争格局、政策支持力度等多维度的分析，介植入器械是最具潜力的细分方向之一，政策支持也是推动介植入器械高速发展的重要因素。近年来在创新医疗器械领域，我国出台了多项强有力的政策，推动本土医疗器械的创新能力和产业化水平，而介植入器械明确出现在诸如“十三五”规划纲要、国家科技创新规划等文件鼓励和支持范围内。随着我国居民经济生活水平的提高，医疗保健的意识逐渐加强，因此对医疗器械产品的需求也在不断攀升。尽管我国医疗器械行业市场容量扩张速度快，但由于相关基础科学和制造工艺的落后，国产医疗器械产品仍集中在中低端产品，高端医疗器械主要依赖进口。《中国制造2025》的提出，预示着我国医疗器械行业的转型升级正在加快，研发趋势也正在向国际靠拢。未来随着国家政策的扶持、不断扩大的市场需求、中国人口老龄化加速以及医疗器械行业的技术发展和产业升级，医疗器械将有望继续保持高速增长的良好态势，并实现从中低端市场向高端市场进口替代的愿景。近年来，我国医疗器械行业持续飞速发展，其中高值医用耗材市场增长速度更是排名行业前列，年均增速超20%，取得了令人瞩目的成绩，而介植入市场作为高值医用耗材最大的细分市场一直以来都备受业内关注。介植入器械目前整体处于由模仿创新到进口替代、甚至国际领跑的竞争格局重塑关键时期。国内医疗器械企业也在逐渐加大产品创新创造的力度，由于介植入医疗器械非常精密，对相应的制造加工技术要求也越来越高，传统加工方式很难跟上介植入医疗器械快速创新的脚步，寻找创新型精密加工方式成为了他们迫切的需求。市场概况根据艾媒咨询发布的医疗器械市场，全球方面，2017年全球医疗器械市场规模突破4000亿美元， 2018年全球医疗器械市场规模为4278亿美元，预计到2024年规模将接近6000亿美元，2017-2024 年间复合增长率为 5.6%。中国成为继美国、西欧、日本之后的第四大医疗器械市场。中国医疗器械整体市场规模已由2014年的2556亿元增长至2018年的5304亿元，年均增速保持在20%左右，营业收入及净利润均保持高速增长态势，属于医疗器械行业发展黄金期，预计到2022年中国医疗器械市场规模将超过9000亿元。现阶段我国医疗器械市场的基本构成为高端产品占比25%，中低端产品占比75% 而国际医疗器械市场中的医疗器械产品基本构成为高端产品所占份额一般为55%，中低端产品占45%。并且在占我国医疗器械25%的高端产品市场中，70%由外资占领，这70%的外资企业在医学影像设备和体外诊断等技术壁垒较高的领域，市场占有率超过80%，而我国医疗器械企业主要生产中低端品种。在介植入式等高端医疗器械市场中，由于其产品的技术含量和附加值较高，不易研发制造，技术水平的限制和发达国家的资源垄断等因素，仅占30%左右的比例，因此行业中的高端产品目前仍然主要依赖进口，高端产品市场大部分被美敦力，史赛克，雅培，GE医疗和波士顿科学等国外企业占据。基于对市场规模及增速、竞争格局、政策支持力度等多维度的分析，介植入器械是医疗器械最具潜力的细分方向之一。市场规模及增速方面，根据Evaluate MedTech发布的报告，到2024年，全球6000亿美元规模的医疗器械市场中，与介植入器械密切相关的心血管、神经、骨科、口腔、眼科类设备，都将处于大市场、高成长的阶段。创新投入不够，技术研发能力差、商业模式不清晰，成为了未来国内介植入式医疗器械行业企业发展的阻碍。受益于市场需求和政策导向，未来10年中国的植入介入医疗器械企业将会加大和重视布局技术创新，从而释放介植入式医疗器械的创新维度。高精密3D打印在介植入式医疗器械行业的应用近年来，人口老龄化加剧，不合理的用眼习惯增加，我国眼科疾病高发，呈现年龄早、进展快、程度深的趋势。虽然眼科患者数量增长迅速，但受限于技术和经济发展水平，我国眼科产品市场渗透率还比较低。眼科属于高精尖学科，行业门槛高，尤其是高值医用耗材领域，对材料和技术的精细化程度要求高，因此目前全球市场主要集中在几家大型的国际医械企业手中，竞争程度较低。下图是深圳摩方同国内顶尖眼科医院合作的一个植入式导流钉，这个产品大小2.647*1.347mm，深圳摩方S140打印设备可以一次可以成型将近2000个产品，模型中有非常精细微小和复杂的结构，其内部含有一根弹簧和球阀。青光眼主要是由于眼压过高从而压迫视神经导致的。目前国内这种导流钉是通过机加工钛合金成型，价格3500元一枚，由于受机加工成型自由度限制，传统导流钉结构比较简单。带有微弹簧的引流钉，可以稳定的释放眼压，改善青光眼患者植入体验和病患。摩方以突破性精密制造能力，为青光眼治疗提供了革命性微创治疗方案。2016年全球有近1.8亿人死于心血管病，占全因死亡人数的31%。据《中国心血管病报告》，我国心血管病患病率及死亡率处上升阶段，患病人数约为2.9亿；心血管疾病前期治疗主要依靠药物，中后期则需要进行手术介入，如血管支架、心脏瓣膜、起搏器等器械。血管支架是心血管介植入器械中应用最广泛的一类产品，主要用于治疗血管闭塞或者狭窄。目前主流的支架是载药型金属支架，但由于金属不可降解性会导致血管炎症的发生，所以新一代载药型聚合物可降解支架将成为未来研究的主流方向。下图是我们深圳摩方S140设备用生物相容性材料加工的聚合物血管支架，高12mm，直径2mm，杆径0.15mm,打印的支架具有很好的回缩性。随着世界老龄化趋势加深和环境问题日趋严峻，消化道、呼吸道等疾病的发病率不断提高，内窥镜检查的需求也越来越多。医用内窥镜技术凭借诊疗精准性高，创伤小，不易感染，术后恢复快和近乎无疤痕等特点受到医学界的广泛关注，也是全球医疗器械产业中增长最快的产品之一。随着微型化和定制化趋势的到来，产品结构越来越小和薄，内窥镜企业都在致力于寻找相匹配的精密加工方法。对于壁厚小于0.15mm的精密内窥镜端部座，CNC和开模注塑等传统加工方式成型都比较困难，尤其对于一些深宽比大的薄壁件。下图中的内窥镜端部座中的圆管壁厚是70微米，管径1mm，高度为4mm，精度要求±10~25微米，CNC和开模注塑，很难加工出这样逼近极限的结构，深圳摩方公司的P140设备约两个小时就可以加工出高质量合格的产品，最快一天内可以交付。目前，中国医美服务消费群体相对年龄更小，为形成医美消费习惯、创造更长的消费周期创造了条件。德勤报告显示，2017年中国医美市场规模1760亿。而据ISAPS预测，至2020年，中国医美市场有望达到3150亿元。随着国人对医美行业越来越推崇，未来医美行业将成未来热门产业。下图是深圳摩方的S130设备加工的阵列结构的美容微针，该微针底部直0.198mm，高度0.572mm，针尖的最尖端宽度仅0.006mm，加工的微针表面光滑，针尖细节更加明晰。该微针打印材料属于丙烯酸聚合物类微针，通常使用该聚合物打印出针尖形态阳模，通过二次倒模形成实际需要的医用聚合物针尖结构，比如形成溶解型微针。通过摩方精密3D打印设备可以很好的解决传统方式加工微针的局限，对于推动医美行业发展有着非常重大和积极影响。客户访谈 “摩方是目前在亚毫米尺寸评估过的最好的技术企业”----引自世界500强国外医疗器械巨头评价 “打印效果令人非常惊讶和影响深刻，可以实现传统方式无法加工的微米级别复杂细节，精度媲美模具注塑和机加工”----引自国内医疗器械巨头评价深圳摩方提供的高精密3D打印技术非常契合介植入式医疗器械行业微型化和精密化发展需求，目前深圳摩方已和国内外大型医疗器械公司进行了深入合作，通过深圳摩方的精密3D打印技术可以大大缩短研发周期和降低研发成本以及产品小批量定制生产。

《中国制造2025》的提出，预示着我国医疗器械行业的转型升级正在加快，研发趋势也正在向国际靠拢。目前国产医疗器械产品仍集中在中低端品种，高端介植入器械整体处于由模仿创新到部分替代进口的关键竞争时期。国内医疗器械行业正在逐渐加大产品创新的维度，由于高端介植入医疗器械非常精密，相应的制造加工技术要求也越来越高，传统加工方式很难满足介植入医疗器械快速创新的要求，寻找创新型精密加工方式成为了行业创新的迫切需求。行业背景医疗器械是指直接或者间接用于人体的仪器、设备、器具、体外诊断试剂及校准物、材料以及其他类似或者相关的物品，包括所需要的计算机软件。在医疗器械众多的细分领域中，基于对市场规模及增速、竞争格局、政策支持力度等多维度的分析，介植入器械是最具潜力的细分方向之一，政策支持也是推动介植入器械高速发展的重要因素。近年来在创新医疗器械领域，我国出台了多项强有力的政策，推动本土医疗器械的创新能力和产业化水平，而介植入器械明确出现在诸如“十三五”规划纲要、国家科技创新规划等文件鼓励和支持范围内。随着我国居民经济生活水平的提高，医疗保健的意识逐渐加强，因此对医疗器械产品的需求也在不断攀升。尽管我国医疗器械行业市场容量扩张速度快，但由于相关基础科学和制造工艺的落后，国产医疗器械产品仍集中在中低端产品，高端医疗器械主要依赖进口。《中国制造2025》的提出，预示着我国医疗器械行业的转型升级正在加快，研发趋势也正在向国际靠拢。未来随着国家政策的扶持、不断扩大的市场需求、中国人口老龄化加速以及医疗器械行业的技术发展和产业升级，医疗器械将有望继续保持高速增长的良好态势，并实现从中低端市场向高端市场进口替代的愿景。近年来，我国医疗器械行业持续飞速发展，其中高值医用耗材市场增长速度更是排名行业前列，年均增速超20%，取得了令人瞩目的成绩，而介植入市场作为高值医用耗材最大的细分市场一直以来都备受业内关注。介植入器械目前整体处于由模仿创新到进口替代、甚至国际领跑的竞争格局重塑关键时期。国内医疗器械企业也在逐渐加大产品创新创造的力度，由于介植入医疗器械非常精密，对相应的制造加工技术要求也越来越高，传统加工方式很难跟上介植入医疗器械快速创新的脚步，寻找创新型精密加工方式成为了他们迫切的需求。市场概况根据艾媒咨询发布的医疗器械市场，全球方面，2017年全球医疗器械市场规模突破4000亿美元， 2018年全球医疗器械市场规模为4278亿美元，预计到2024年规模将接近6000亿美元，2017-2024 年间复合增长率为 5.6%。中国成为继美国、西欧、日本之后的第四大医疗器械市场。中国医疗器械整体市场规模已由2014年的2556亿元增长至2018年的5304亿元，年均增速保持在20%左右，营业收入及净利润均保持高速增长态势，属于医疗器械行业发展黄金期，预计到2022年中国医疗器械市场规模将超过9000亿元。现阶段我国医疗器械市场的基本构成为高端产品占比25%，中低端产品占比75% 而国际医疗器械市场中的医疗器械产品基本构成为高端产品所占份额一般为55%，中低端产品占45%。并且在占我国医疗器械25%的高端产品市场中，70%由外资占领，这70%的外资企业在医学影像设备和体外诊断等技术壁垒较高的领域，市场占有率超过80%，而我国医疗器械企业主要生产中低端品种。在介植入式等高端医疗器械市场中，由于其产品的技术含量和附加值较高，不易研发制造，技术水平的限制和发达国家的资源垄断等因素，仅占30%左右的比例，因此行业中的高端产品目前仍然主要依赖进口，高端产品市场大部分被美敦力，史赛克，雅培，GE医疗和波士顿科学等国外企业占据。基于对市场规模及增速、竞争格局、政策支持力度等多维度的分析，介植入器械是医疗器械最具潜力的细分方向之一。市场规模及增速方面，根据Evaluate MedTech发布的报告，到2024年，全球6000亿美元规模的医疗器械市场中，与介植入器械密切相关的心血管、神经、骨科、口腔、眼科类设备，都将处于大市场、高成长的阶段。创新投入不够，技术研发能力差、商业模式不清晰，成为了未来国内介植入式医疗器械行业企业发展的阻碍。受益于市场需求和政策导向，未来10年中国的植入介入医疗器械企业将会加大和重视布局技术创新，从而释放介植入式医疗器械的创新维度。高精密3D打印在介植入式医疗器械行业的应用近年来，人口老龄化加剧，不合理的用眼习惯增加，我国眼科疾病高发，呈现年龄早、进展快、程度深的趋势。虽然眼科患者数量增长迅速，但受限于技术和经济发展水平，我国眼科产品市场渗透率还比较低。眼科属于高精尖学科，行业门槛高，尤其是高值医用耗材领域，对材料和技术的精细化程度要求高，因此目前全球市场主要集中在几家大型的国际医械企业手中，竞争程度较低。下图是深圳摩方同国内顶尖眼科医院合作的一个植入式导流钉，这个产品大小2.647*1.347mm，深圳摩方S140打印设备可以一次可以成型将近2000个产品，模型中有非常精细微小和复杂的结构，其内部含有一根弹簧和球阀。青光眼主要是由于眼压过高从而压迫视神经导致的。目前国内这种导流钉是通过机加工钛合金成型，价格3500元一枚，由于受机加工成型自由度限制，传统导流钉结构比较简单。带有微弹簧的引流钉，可以稳定的释放眼压，改善青光眼患者植入体验和病患。摩方以突破性精密制造能力，为青光眼治疗提供了革命性微创治疗方案。2016年全球有近1.8亿人死于心血管病，占全因死亡人数的31%。据《中国心血管病报告》，我国心血管病患病率及死亡率处上升阶段，患病人数约为2.9亿；心血管疾病前期治疗主要依靠药物，中后期则需要进行手术介入，如血管支架、心脏瓣膜、起搏器等器械。血管支架是心血管介植入器械中应用最广泛的一类产品，主要用于治疗血管闭塞或者狭窄。目前主流的支架是载药型金属支架，但由于金属不可降解性会导致血管炎症的发生，所以新一代载药型聚合物可降解支架将成为未来研究的主流方向。下图是我们深圳摩方S140设备用生物相容性材料加工的聚合物血管支架，高12mm，直径2mm，杆径0.15mm,打印的支架具有很好的回缩性。随着世界老龄化趋势加深和环境问题日趋严峻，消化道、呼吸道等疾病的发病率不断提高，内窥镜检查的需求也越来越多。医用内窥镜技术凭借诊疗精准性高，创伤小，不易感染，术后恢复快和近乎无疤痕等特点受到医学界的广泛关注，也是全球医疗器械产业中增长最快的产品之一。随着微型化和定制化趋势的到来，产品结构越来越小和薄，内窥镜企业都在致力于寻找相匹配的精密加工方法。对于壁厚小于0.15mm的精密内窥镜端部座，CNC和开模注塑等传统加工方式成型都比较困难，尤其对于一些深宽比大的薄壁件。下图中的内窥镜端部座中的圆管壁厚是70微米，管径1mm，高度为4mm，精度要求±10~25微米，CNC和开模注塑，很难加工出这样逼近极限的结构，深圳摩方公司的P140设备约两个小时就可以加工出高质量合格的产品，最快一天内可以交付。目前，中国医美服务消费群体相对年龄更小，为形成医美消费习惯、创造更长的消费周期创造了条件。德勤报告显示，2017年中国医美市场规模1760亿。而据ISAPS预测，至2020年，中国医美市场有望达到3150亿元。随着国人对医美行业越来越推崇，未来医美行业将成未来热门产业。下图是深圳摩方的S130设备加工的阵列结构的美容微针，该微针底部直0.198mm，高度0.572mm，针尖的最尖端宽度仅0.006mm，加工的微针表面光滑，针尖细节更加明晰。该微针打印材料属于丙烯酸聚合物类微针，通常使用该聚合物打印出针尖形态阳模，通过二次倒模形成实际需要的医用聚合物针尖结构，比如形成溶解型微针。通过摩方精密3D打印设备可以很好的解决传统方式加工微针的局限，对于推动医美行业发展有着非常重大和积极影响。客户访谈 “摩方是目前在亚毫米尺寸评估过的最好的技术企业”----引自世界500强国外医疗器械巨头评价 “打印效果令人非常惊讶和影响深刻，可以实现传统方式无法加工的微米级别复杂细节，精度媲美模具注塑和机加工”----引自国内医疗器械巨头评价深圳摩方提供的高精密3D打印技术非常契合介植入式医疗器械行业微型化和精密化发展需求，目前深圳摩方已和国内外大型医疗器械公司进行了深入合作，通过深圳摩方的精密3D打印技术可以大大缩短研发周期和降低研发成本以及产品小批量定制生产。—— END ——官网：https://www.bmftec.cn/links/10

1880年，法国物理学家居里兄弟发现，把重物发在石英晶体上，晶体某些表面会产生电荷，电荷量与压力成比例。利用压电材料的这些特性可以实现机械振动（声波）和交流电的相互转换。打火机的点火装置，就是利用此原理进行打火。后来压电材料广泛应用于各种传感器（如图1）中，例如换能器、传感器、驱动器、声纳、手机和机器人等方面。图1 压电陶瓷传感器压电效应的产生是晶胞中正负离子在外界条件作用下出现相对位移，使得正负电荷的中心不再重合，导致晶体发生宏观极化。压电电荷的流动方向取决并且遵循其陶瓷和晶体材料的晶格排列，因此压电陶瓷和压电聚合物复合材料的压电常数与其结构组成有着密切的相关性。美国弗吉尼亚理工大学的郑小雨（Rayne Zheng）教授及其实验室的博士团队使用3D打印的方式实现了新型压电材料的制造，并且采用这种方法制备了具有高压电特性的材料，实现电压在任意方向可被放大、缩小和反向的特征。图2 高灵敏度压电材料的合成以及3D打印制造图3 压电材料3D打印制造（弗吉尼亚理工大学） 这种压电材料的制造方法为：首先采用功能化剂（三甲氧基甲基丙烯酸丙脂）共价接到PZT（锆钛酸铅压电陶瓷）颗粒上合成表面功能化的压电纳米粒子，表面通过硅氧烷键在表面留下自由的甲基丙烯酸酯（如图2-a）；通过提高表面功能化水平，提高复合颗粒材料的压电相应水平，使之达到最大（如图2-b） 最后通过面投影3D打印方式实现纳米颗粒的粘接成型（如图2-c和图3）,最终得到需求的压电材料结构，其显微镜结构（如图2-d）。基于此项技术，压电新型材料在很多领域得到应用P1多功能柔性可穿戴智能材料通过电压激活后能够设计和制造出一系列新型智能材料。该三维材料具有任意形状，任意内部结构复杂度，并且每一个节点、单元和材料本身任意部位均具有压电感应功能，无需任何附加传感器即可实现电压输出。根据该材料的特性，开发出了柔性压电材料（如图4），为将来可穿戴柔性器件开发做好基础准备。图4 打印的柔性材料薄片（弗吉尼亚理工大学）P2自感应吸能材料及护甲由于这种智能材料各个部位均具有压电感应，其打印支撑的三维结构将无需任何附加传感器，并探测出任意位置的压力或者震动。现有传感技术和结构损伤检测当中，需要在各个位置上布满大量的压电传感器，并且对于复杂结构，需要通过复杂算法优化计算，最终来确定传感器阵列的布置。然而，这种自感应三维材料，则可以通过任意位置的压电结构材料，首次解决了这项难题，并且通过智能桥梁结构得到验证（图5）。图5 智能桥梁检测实验P3矢量传感领域通过人工晶格设计制成的压电超材料，可以很灵巧的实现矢量探测传感功能，通过利用改型材料不同结构有不同压力静电相应的特性，设计如图(6-b)所示的结构，并对不同方向进行压力测试，可以实现三个方向的不同压电系数的压电材料制备。图6 力方向感知测试国内西安交通大学陈小明教授也在应用3D打印技术研究压电材料，其将压电聚合物或陶瓷与光敏树脂混合制备成复合材料，然后将复合材料利用深圳摩方（BMF）的3D打印设备S140进行打印成型，从而制成相应的压电器件。除此之外，利用3D打印技术可以制备具有多种微结构的器件（图7），相比于传统的微纳加工工艺具有成型快，成本低，可定制化等优点。打印的微结构复合压电器件相比于平模，极大的提高了压电输出，器件性能成倍增加。图7 3D打印的多种微结构压电器件图BMF的S140（图8）设备打印光学精度达到10um，打印层厚10~40um，打印幅面最大能够达到94mm(L)*52mm(W)*45mm(H)，而且其支持多种树脂材料打印，例如韧性树脂、耐高温树脂、生物医用树脂、柔性树脂等等，能够最大限度的满足不同客户的科研需求。图8 S140设备简图通过3D打印来实现各向异性和定向效应的高响应性压电材料，有效促进了3D传感器材料方向的发展。通过这种材料，用户可以为目标应用进行设计、放大和抑制等操作模式。这种新型结构与功能的压电材料突破了传统传感器整列部署的模式，通过3D打印制造方式为未来智能材料设计提供了一种思路。官网：https://www.bmftec.cn/links/10

五彩缤纷的蝴蝶翅膀、光鲜靓丽的孔雀羽毛、闪耀着金属光泽的昆虫甲壳……点缀着这些大自然奇妙杰作的并非普通色素，而是光与光子晶体结构发生散射、干涉、衍射等作用后形成的结构色。光子晶体是由不同折射率介质周期性排列而形成的光学超材料，也被称为光学半导体。通过设计和制造光子晶体材料及相关器件来控制光子运动，并在此基础上进一步实现光子晶体材料的各种应用，是人们长久以来的梦想。近日，中国科学院化学研究所绿色印刷院重点实验室研究员宋延林、副研究员吴磊等研究人员组成的研究团队利用连续数字光处理（DLP）3D打印技术，实现了具有明亮结构色的三维光子晶体结构制备，为创新结构色制备方法及扩展3D打印的应用开创了新的途径。创新方法，让光子晶体精准“生长”光子晶体作为未来光子产业发展的基础性材料，其独特的三维光学控制能力使其在集成光学元件、光子晶体光纤及高密度光学数据储存等领域都有广阔的应用前景。3D打印技术近年来的成熟发展，也使其成为最好的光子晶体制备手段之一。宋延林向记者介绍，虽然近年来有一些将3D打印技术应用于多种图案化光子晶体制备的案例，但普通的3D打印技术因为墨水中树脂的光固化速度和纳米粒子组装速度的差异，存在结构色效果较差、打印精度较低、难以实现复杂三维结构等问题。上述方法制备的多种图案化光子晶体具有表面形貌粗糙和保真度较差等缺陷，难以被广泛应用于光学器件中。要实现高精度、高保真的光子晶体结构3D打印，就必须要开拓出新的方法。此次研究中，研究团队使用了连续数字光处理3D打印技术。与常见的将原材料层层挤出、堆叠而成的3D打印技术不同，连续数字光处理3D打印技术基于光敏树脂材料在紫外线照射下会快速固化的特性，利用紫外线光束在光敏树脂溶液中雕刻形成3D结构。此次研究团队所采用的连续数字光处理3D打印方法主要的打印步骤如下：首先，在透明基板上滴上墨水，将墨水上方的成型平面缓缓下降，与墨水进行接触；接下来，通过基板下方的光束将打印图案照射在墨水上；之后，受到紫外线照射的墨水会凝固成预先设计好的形状。一滴滴小小的墨水被“雕刻”为一个3D光子晶体结构，其整个产生的过程仿佛是从基板上“生长”出来。宋延林表示，研究团队所采用的连续数字光处理3D打印技术主要在两方面上取得了重要改进。在打印模式上，市面上的光固化连续数字光处理3D打印技术大都是层层打印，打印速度较慢。研究团队研发出的低黏附光固化界面，让液滴与基底之间的粘附力极低，打印过程没有任何“拖泥带水”，能够实现迅速连续打印成型，极大地提升了打印的速度。在成型方式上，市面上的光固化连续数字光处理3D打印技术通常要采用液槽来盛装大量液态树脂。采用液槽来盛装大量液态树脂的方式导致在连续打印过程中，不该固化的区域因为受到照射而固化，不仅造成原材料的大量浪费，也降低了连续打印过程中的稳定性及分辨率。研究团队摒弃了液槽，而是以单墨滴为成型单元，通过控制固化过程中气、固、液三相接触线，显著减少了液体树脂在固化结构表面的残留。同时，以单墨滴为成型单元还降低了界面粘附，增加了液体内部树脂的流动，显著提高了3D打印的精度和稳定性。克服困难，逐个击破墨水难题除了创新打印方式，此次研究中，研究团队对打印所需的墨水也进行了大胆革新。“我们这次研究中最困难的环节就是打印墨水的开发。”宋延林表示。针对上述问题，研究团队创造性地研发出了利用氢键辅助的胶体颗粒墨水，赋予了打印结构高质量的结构色与光子晶体特性。研究团队研发的墨水由三部分组成：实现三维结构构建的光固化单体和光引发剂、保证结构色的纳米颗粒、减少光散射的添加剂。在单体的选择和引发剂合成上，考虑到环保要求，研究团队合成的墨水为水性体系。但由于目前广泛使用的引发剂大多为油溶性，少数水溶性的引发剂又与3D打印所采用的光波波长不匹配，光引发效率较低。为了能够得到较高光引发效率的水溶性引发剂，团队查阅了大量文献并进行了反复的摸索实验，最终成功合成出了水溶性的光引发剂。除了引发剂，光固化单体的选择更加至关重要。宋延林表示，合格的光固化单体必须满足既能实现三维结构化，又不能在打印过程中引起聚合物和纳米颗粒的相分离的条件。论文第一作者张虞表示，“最终我们找到了丙烯酰胺这种适合的单体。”选定单体后，还需确定光固化单体与纳米颗粒的比例。如果光固化单体较少，就会无法打印。反之，如果光固化单体太多，则会影响纳米颗粒的运动和分散，进而影响结构色的质量。团队经过大量实验，对多种不同的比例组合反复尝试，最终确定了最佳比例。最后，为了减少光的散射对打印过程的影响，尽可能地提高打印结构的色彩饱和度，在添加剂的选择上，团队尝试了包括碳纳米管、碳纳米纤维以及黑色墨水等多种材料。但上述材料均存在种种缺陷，研究团队最终将经过特殊处理的炭黑作为添加剂。前景广阔，让结构色“五彩斑斓”在此次研究中，研究团队发现，视角、胶体颗粒粒径以及打印速度等因素都会影响3D结构色的呈现。当胶体颗粒粒径和打印速度不变时，随着视角增加，结构色蓝移，即从橙色转变为黄绿色，最后转变为蓝紫色。这种视角依赖的特性，使得连续数字光处理3D打印技术在个性化珠宝配饰及装饰、艺术创作等领域有着比较广阔的应用前景。除了视角变化会影响结构色的呈现外，当打印速度固定时，控制固定胶体颗粒粒径、调节打印速度，都可以得到覆盖可见光范围的系列结构色。采用顺序切片、依次投影、分段打印的方式，还可使同一物体结构上呈现出多种结构色。除了实现“信手拈来”般地制备结构色，研究团队利用此种连续数字光处理3D打印技术制备出的多种具有光滑内外表面、低光学损耗及颜色选择性的线性光传输和非线性光传输3D结构，也验证了该方法在制造高效光学传输器件方面的独特优势。宋延林表示，未来研究团队会在光子晶体功能器件的制备方面继续进行新的探索。

“千呼万唤始出来”，TESCAN2022年11月8号“犹抱琵琶半遮面”，但业界已经感受到“高手出招”的犀利，在“剑锋”下“瑟瑟发抖”。“Vratislav Koštál, Chief Product Officer at TESCAN: “We’ve listened to our customers and delivered what they’ve asked for – a more accessible TEM solution that is high-performing and productive for mainstream use.” 所以，TENSOR的推出是源自对客户需求的调研、定位和转化，是一款在常规应用上“平易近人”的，但又是“身怀绝技”的，态度上“吃苦耐劳”的“主流”机型。1990年，即使是在Tesla公司倒闭、科学仪器研究所减员的情况下，捷克Brno的电子显微镜时代也并未就此结束；相反，市面上却出现了三家新的电镜公司，公司的员工都来自Tesla和捷克科学仪器研究所。TESCAN接管了Tesla的扫描电镜部门；并很快的，从最初的六个人发展到近百倍的规模；另一支约20余人，也成立了一家公司叫Delmi，并开始生产型号叫Morgagni的常规透射电镜；随后，Delmi被飞利浦电子光学部收购，后又被FEI公司收购，直到2016年被赛默飞收购，一路风尘才最终尘埃落定；1990年同年，Kolarik及其同事成立了Delong Instruments公司，他们制造的是加速电压为5kV的小型透射电镜；2014年后，Delong开始制造加速电压为25kV的小型透射电镜，并供货给很多公司和机构。从2000年在Brno举办的EUREM，到2014年在捷克布拉格举办的ICEM，与会代表都曾发言说：世界上大约30%的电镜在捷克Brno生产；Brno因此也获得了“电镜谷”的称号。“For crystallographers, the TENSOR STEM helps to determine the crystallographic structure of small, sub-micron natural or synthetic particles that are too small to be characterised using micro-XRD techniques.” 时间过了超过半个世纪了，TESCAN的TENSOR一如既往，充分尊重了透射电镜利用电子选择性微区衍射对晶体结构的强大分析能力，又能够接力XRD的通量优势完成更小分工的显微分析，贯彻了TESCAN对实验室显微成像和分析workflow的深刻理解。“Applications within the semiconductor lab include multimodal nano-characterisation of thin films for R&D and failure analysis of logic, memory, and storage devices and advanced packaging.” 半导体实验室仍是“众矢之的”，TENSOR显然没有“甘居人下”-光刻显影量测、逻辑闪存芯片、存储设备、以及先进封装的缺陷检测，一个不落，解决“多模态纳米级别表征”的需求清晰明了。值此TENSOR发布之际，笔者也不由得想起和TESCAN同属于捷克电子光学三支之一的Delong Instrument: 世界上最小型的低加速电压透射电镜厂家；小型透射电镜的成功设计和搭建，是捷克电子显微镜发展的成就。早在1951年，建立小型透射电镜的想法，就已经起源于捷克理论和实验电工学研究所；这项工作启动于两年后的1953年的Delong；其目的是利用不需要特殊处理的材料，制造尽可能简单结构的透射电镜；这种电镜对生产的要求不会太高，因此，工程师能够设计出可靠性更高的部件；另一方面，小型设计为用户提供最大化的操作可能性。一小队年轻的Delong工程师在1954年完成了第一个原型机，从图中的横截面图可以看出：台式透射电镜具有相对较高的配置-其照明系统仅由一个使用Steigerwald（1949）设计的“远距聚焦”的电子枪组成；因此，它提供给研究对象相对较窄的电流密度范围和照明角度。从图中的横截面图还可以看出：Delong BS242的成像系统由四个电磁透镜：物镜、中间透镜、衍射透镜和投影透镜组成，这种设计不仅允许了较宽的放大范围，而且可以完成电子束选区衍射；真空系统由位于镜筒后方的旋转油泵和扩散油泵组成，通过空气对流冷却；在扩散泵上方安装了一个简单的阀门系统，只有在更换相机35毫米胶片时，显微镜才会放气；样品的更换通过杆式气闸操作；因此，物镜配有平坦的上极靴，以便于将样品放置在离物镜足够距离的位置上；杆式气闸由两部分组成；样品支架的部件被插入XY工作台，使得样品在垂直于光轴的方向上能够移动；另一部分与第一部分拧在一起时，能在样品杆插入真空中时保护样品；样品杆拧松开之后，样品室就密封了；这个简单的原理被证明很成功，并且多年来一直在使用。杆式气锁的构造也采用了同样的原理，这有助于将样品自动降低到上极靴的孔中；轴向像散由位于真空外部的四个线圈组成的像散器补偿消除；因此，它们很容易在没有任何真空馈通的情况下转动；三透镜投影系统，由插入磁路的机械中心极靴组成；电子光学系统由三个可从外部居中的光阑组成：限制照明面积的光阑、物镜光阑和用于选区衍射的光阑；图像观察室和胶片照相机室，通过车削和铣削制成；显微镜的镜筒安装在一个平台之上，平台两侧配有用于样品位移和聚焦的操作旋钮；为了实现电子加速，Delong设计了60kV的油绝缘高频电源，它的大小正好可以放在平台的镜筒旁边；最初用于激励透镜线圈的蓄能器，很快在1955年被安装在桌下旋转泵上的电子稳定器取代了；显微镜的分辨率最初是25Å，后来甚至达到15Å。“With the launch of TENSOR, TESCAN is the go-to company for turnkey ‘medium-voltage’, Schottky FEG, analytical 4D-STEM solutions,” said Jaroslav Klíma, Chief Executive Officer of TESCAN ORSAY Holding (TOH a.s.). “TESCAN understands the challenges of integrating not only STEM, but 4D-STEM capabilities particularly, onto legacy TEM columns. This extensive knowledge was leveraged into the design, from the ground up, whereby scanning of the electron beam is synchronised with diffraction imaging using a hybrid-pixel direct electron detector, electron beam precession, EDS acquisition, beam blanking, and near real-time analysis and processing of 4D-STEM data.” 超过半个世纪之后的今天，TESCAN这台TENSOR大概率是200kV的热场发射枪，“混合”像素电子直读相机，TESCAN推出的“一体式整合式”的，直接输出贴近“原位”的四维STEM数据的分析平台；这让我们一下子都有“文盲”的感觉。业界朋友推荐了一个网站：https://www.superstem.org/ ， 应该能够帮助我们恶补一下什么叫做4D-STEM，还有为什么透射电镜不好好地就叫TEM，而直接叫了STEM。“JK Weiss, TEM Applications R&D Manager and General Manager of TESCAN Tempe, adds, “It is not just the hardware that sets this system apart from every other TEM currently available on the market, but rather, it’s the integration of the hardware and software for a totally revolutionised new user experience that does not require months of Ph.D. or post-doc training or hours of column adjustments between different analysis modes.” TESCAN的这段承诺掷地有声：上手操作都很容易，软硬一体化，革命性的用户体验，有别于市场上任何现有TEM。这又使笔者想起，同属一脉的Delong小型透射电镜的特性，就是结构简单，因此操作简便；一名受过普通技术培训的操作员就能够进行安装和拆卸，维护工程师可以很容易地了解电镜所有部件的功能；很容易地证明物镜光阑对对比度的影响，从而说明亮场和暗场模式下的对比度和成像原理；很容易地通过操作衍射透镜在晶格处证实电子衍射，并用选区光阑让衍射图像对应研究对象的部分光学图像。这种简单的设备就像光学显微镜一样，在简单维护的情况下，也能可靠地工作多年，这无疑是这一派系的TEM的优点。我们熟悉的现代透射电镜设计的初衷是为了达到电子光学的理论分辨率；但如果没有维护，我们很难将这样复杂的设备保持在最佳性能水平。TENSOR这类新生代STEM的出现，许诺将会展示用户如何用最小的努力，可靠地实现有保证的分辨率；在这里，我们又不得不说，超过半个世纪后的今天，TESCAN对电镜极简化使用的情怀犹在。五十年代的Delong也很快发现，TEM领域缺少一个简单的装置，与简化的SEM相对应，在不影响设计原则，即结构简单、操作简单、价格低廉的情况下，将两种设备结合在一起的成为紧要的需求，Delong就是这样成为了STEM的先驱；TENSOR这类新生代扫描透射电镜完美地致敬了捷克电镜这一脉重要的分支。同时我们也不难看出，TENSOR这次的WORKHORSE定位决定了它不会带CEOS或是NION的球差矫正器了，同时上单色器的概率也应该很小；那么会有能量过滤器吗？ZEISS的OMEGA流派，还是GATAN的ENFINA路数？这个可能这次我们也想多了。“TESCAN TENSOR is the next example of innovation by TESCAN, following the company’s launch of the world’s first focused ion beam/scanning electron microscope (FIB/SEM) and Plasma FIB/SEM, time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS) applications on FIB/SEM platforms, Dynamic-CT and Spectral-CT.”回顾TESCAN精准的研发定位，从第一台RISE，到第一台电镜一体化TOF-SIMS，再到第一台pFIB，还有最近的两款显微CT产品，我们不得不再一次佩服TESCAN的BD团队的“行业嗅觉”。随着赛默飞在“冷冻电镜”上赚得“钵满盆满”，已是高端“结构生物学”餐桌上的“必点”菜目；在半导体离线破坏式检测领域，又凭借在pFIB上的“后来居上”，搭档“老骥伏枥”的Metrios，稳居榜首；TENSOR的出现，撕下了赛默飞“沾沾自喜”的遮羞布，似乎让业界清晰地看到了赛默飞的短板-材料分析TEM；TENSOR的出现，又让业界“久旱逢甘雨”。“For materials scientists and semiconductor R&D and FA engineers, the TENSOR 4D-STEM provides multimodal, high contrast, high-resolution 2D & 3D characterisation of functional (engineered) materials at the nanoscale.” 不出所料，材料科学显然是TENSOR的重点照顾对象。“几家欢乐几家愁”，进口电镜五大家中，赛默飞可以暂时“熟视无睹”，“倚老卖老”，假装“不愁”；两家日系的也是家底深厚，“树大根深”，也不像欧美上市公司有业绩压力，可以“不愁”；最后一家ZEISS却是完全“眼不见心不愁”，因为在这家的产品线上，早已“赫然”没有了透射电镜-这个电镜企业的“看家法宝”，电子光学“技术下放”的源头；这家德企有着颇为“瞩目”的TEM根基，加上一路并购“DSM”，“Cambridge Instrument”，“LEO”，最后都改姓“ZEISS”小兰标，不能不说是“根骨清奇”；“Orange Column”的用户仍然对其津津乐道；然而，对Omega能量过滤器的执着，既成就了它对TEM的最高水平的呈现，也直接成了其在2008年全球经济危机中的黯然隐退的导火索；“欲练神功，必先自宫”的极左思维模式，ZEISS不仅将标配了场发射源和能量过滤器的200kV顶配透射电镜“下架”，而且“一不做二不休”，将120kV Libra，以及刚收购一年有余的乌克兰Selmi公司的100kV TEM，整条产线同时“自戕”；拿着如此级别的“家当”，却是如此“败家”，“弃珍宝之如敝履”，可谓令人“瞠目结舌”；西欧的“百年老店”自废武功，东欧的“世家子弟”TESCAN却一心一意，凭着捷克硕果仅存的三支之一的电镜纯正“火种”，从钨灯丝扫描电镜起步，“见龙在田”，一步留下一个脚印，终于祭出了全新一代的TEM，且直接冠名发布为STEM，“亢龙有悔”，完成了Tesla电镜的华丽“回归”，相信下一个发布会是“飞龙在天”，“励志”所有电镜研制团队。电镜是一种集成了光、机、真空、电、软、算、系、数项基础和先进学科及技术的综合学科科学，及显微成像和分析类仪器设备，电镜的精度及可靠性来自于对上述学科基础知识的牢固掌握，及对产品化的深刻理解和实行；近五年来，国产电镜百家争鸣，其中不乏拥有多项自主专利的实干厂家；笔者综合评价，国产替代的突破点主要集中在“光”，即电子光学，而在其余多项分支多为直接采购，或堆砌模仿，或生硬整合；国产替代虽然已经在电镜的核心技术-电子光学上突破重围，但其多项配套技术发展的不平衡性，在加上来自于各种材料、各项技术和各类人才的缺口，导致电镜这只需要多块木板才能拼就成功的“木桶”，数块木板长短参差不齐；所有公差的集合，直接导致了国产电镜来自于系统整合集成，积累沉淀在工程产品化的差距；这项差距相比起进口欧美日厂商，尤其巨大。所以，电镜的“重灾区”已经不再是“电子枪和镜筒”，而更多地集中在了精密机械、高真空及超高真空、高速高稳定性电路设计制造，及各个模组子系统之间的有效有机整合。笔者认为，比起进口主流，国产电镜的性能差距具体表现为两方面：一是仪器关键精度的出厂重复性很差，难以控制和把握；电子光学仿真软件完成光路设计之后，电子枪和电子光学镜筒即进入选料及加工阶段，精密加工主要集中在电子透镜特别是物镜的极靴的生产上，然后再进入部件组装、机械调试及电子调试等各阶段；而在这些阶段累计的问题，最终表现为实测电子束分辨率和设计精度之间的差距，单台模组在不同时间段指标性能表现不一致的差距，还有多台电子光学关键模组及整机实测指标之间的差距，等等；二是电镜研制多学科发展，交叉但又不融合；表现为光、机、电子系统联合运行匹配问题频出，并与真空，软件、算法等子系统互为交叉影响，仪器整体使用感受不顺畅，小毛病多，不明问题多，导致机器磨合及解决问题时间比正常运行时间多等等，不能符合科研及产业对普适类工具稳定性表现的要求。相对于半导体产业的电子束量测设备，如CD-SEM，普适型扫描电镜使用了对长期使用、高密度使用整体稳定性要求相对较低的可用标准原材料；就像Delong选择了小型透射电镜的细分赛道那样，如果要达到极限性能，复杂的TEM是关乎材料、技术和生产的非常复杂的装置；如果我们接受比极限分辨率低的指标，要求也会相应减少很多；Delong台式透射电镜的材料成本和生产时间较低，因此卖价也不高；仍以Delong为例，20世纪50年代初，台式透射电镜的构建就证实这条路线是非常成功的；因为，一种结构简单、操作方便、价格低廉的设备满足了许多实验室的基本需求，也并没有让大多数追求极限分辨率显微镜的用户对高端电镜产品失去兴趣。关于国产电镜，还有一个更有趣的方面，使得国产电镜难以在正常赛道上与进口抗衡：就是进口电镜简单廉价的生产成本和低价格。很明显，这是由于欧美日电镜厂商早已消化完毕前期研发的高额投入和成本，而电子光学模组的创新和迭代也相对缓慢，再加上西方完整齐备的电镜产业供应链支撑，种种优势，使得国产电镜步履维艰，任重而道远；相信国家，还有投资界已经听到了国产仪器人的呼声，这也是为什么近五年来国产高端仪器能够蓬勃发展的原因。话说至此，笔者还是相当“清醒”的，我们当前“念念有词”的国产电镜，只限于电子显微镜的“弟弟”-扫描电镜，成像类工具的“大哥”级别的存在，仍然是透射电镜；我们现在之所以能够自我研制扫描电镜了，是相关材料，技术火种和它们的载体-行业人才“因势利导”、“水涨船高”、“水到渠成”的结果；所以，国产透射电镜，包括FIB双束电镜的亮相，会更多的是随着时间的推移能够“浮出水面”的。书归正传，就这次TENSOR的高调发布，完全可以肯定的是：从一路扫描至发布透射的扩张，这次TESCAN的功力提升不是一点点，这是一个质变和飞跃；从做好扫描到向上做好透射，是要看TESCAN在年轻的TESLA时候有没有练过“童子功”的；TESCAN的市场、产品、应用、乃至销售和售后团队都会水涨船高，从“散仙”飞升“晋神”；ZEISS的“自宫”只要“挥刀”就行，TESCAN的“飞升”需要经年累月，甚至“三生三世”的修炼；所以，从整体建制需要基建“配套”的角度看，这次TENSOR的推出也不会是“拔苗助长”式的，TESCAN迈过了“小升初”，“中高考”，现在正在“本硕连读”之阶段，一路走来“精彩”归“精彩”，现在正是“吃劲”的关头；祝TESCAN能够凭借TENSOR，完成“复兴”的起步；更希望TESCAN可以凭借TENSOR，自创新的“赛道”，不仅能够稳居“四绝”之一，更能引领；就像他们的愿景说的那样：“An analytical 4D-STEM that is as easy to use as TESCAN SEMs, with all the efficiency and economic benefits of a results driven Electron Microscope.” 透射电镜能像扫描电镜一样易用，高效，经济，以能出高质量结果为最终导向。愿TESCAN这次“出击”能够站稳脚跟，期待看到他们下一次的惊艳。（完）

世界3D打印大会开幕 全球顶尖专家畅想3D梦　　备受瞩目的“2013世界3D打印技术产业大会”将于29日正式开幕。上证报记者从在昨日召开的媒体见面会上获悉，本次大会邀请了全世界从事3D打印行业的知名专家和重要企业，与会代表共500多人，媒体约60余家，规格之高为业界罕见。　　28日的媒体见面会由亚洲制造业协会首席执行官、中国3D打印技术产业联盟秘书长罗军主持，一同出席的还有全球3D打印行业享有盛誉的专家之一Terry Wohlers，英国增材制造联盟主席、中国3D打印技术产业联盟首席顾问Graham Tromas，华中科技大学教授史玉升等知名专家。　　本次会议将讨论全球3D打印技术的发展现状和趋势，并对3D打印在文化创意、生物医学、工业制造等领域的应用前景进行展望和分析，同时也为国内外企业3D打印合作项目对接、洽谈搭建一个高端平台。　　作为全球最知名的3D打印行业研究机构，Wohlers Associates公司已连续18年发表年度Wohlers报告，该报告被视为全球3D打印行业的风向标。媒体见面会上，公司主席Terry Wohlers介绍了刚于上周发表的2013年Wohlers报告。　　该报告汇集了包括中国在内的全球70余个国家3D打印公司的相关数据。2012年，全世界3D打印行业总产值增长了28%，达22亿美元。3D打印机的全球销量同比增长25%，其中38%产自美国，中国占8.5%。　　英国增材制造联盟主席Graham Tromas表示，3至5年内，中国有潜力成为世界最大的3D打印市场。关于3D打印的发展方向，Graham Tromas认为，从机型上说，真正能够推动生产力发展的是大型打印机，“中国想达到世界领先水平，应在此方向上取得突破。”　　作为国内最早从事工业3D打印技术研发的专家，史玉升教授认为，中国制造业产值居世界首位，但想要长期保持优势地位，依靠传统技术难以为继，必须借助3D打印等先进技术。他甚至认为，在中国制造业中，能够从起步阶段就与世界处于同一水平的只有3D打印。　　史玉升坦言，中国工业级3D打印技术和设备与国际先进水平还存在差距，主要体现在两方面：一是，设备功能的可靠性较低 二是，从材料的性能到品种，都与国外有一定差距。不过，他乐观认为，随着国家近期启动一系列科技支撑计划， 国内3D打印设备在可靠性、材料性能和品种等方面，将逐步与国际水平并驾齐驱。　　中国3D打印技术产业联盟秘书长罗军：未来三年 国内3D打印市场力争上百亿　　如能顺利跨上百亿台阶，此后几年，3D打印技术无论是在国内市场，还是国外市场都有望保持几何级数增长　　当业内企业、科研机构“各自为战”、一盘散沙之际，　　他发起倡议成立了中国3D打印技术产业联盟，以期扭转国内3D打印市场“小而散”的格局 　　当国内众多企业嗅到3D打印技术的巨大商机、蜂拥而入之际，他以“业内人”的身份呼吁大家保持理性，给予3D打印产业健康、良性的发展环境 　　当业界为“如何实现3D打印产业化”愁眉不展之际，他适时提出“建设3D打印技术产业创新中心”的良策，集结成员单位充分发挥自身优势，共谋产业发展之路。　　亚洲制造业协会首席执行官、中国3D打印技术产业联盟秘书长罗军，就这样闯入了公众的视野。在首届“世界3D打印技术产业大会”召开前夕，罗军在百忙之中接受了上证报记者的独家专访，就外界关注的诸多热点话题进行了详尽阐述。　　谈“3D打印热”：盲目介入不可取　　记者：随着3D打印技术在各领域的应用逐步成熟，国内众多企业也嗅到了背后的潜在巨大商机，以各种方式进入以期抢占市场先机，其中不乏一些上市公司的身影。您如何看待资本涌入3D打印产业的现象?　　罗军：任何一项新兴技术在发展初期都需要激情的推动，但单靠激情是远远不够的，还需要切实可行的思路和措施。3D打印技术作为一项前沿性、先导性很强的技术，的确具有很好的发展前景，上下游相关配套企业尽早涉足这个产业，是为了抢占先机，做好战略布局，这种思路是值得充分肯定的。上市公司具有较强的融资能力，抢先进入新兴技术领域，有利于加快新兴技术产业化进程。　　但必须指出，作为公众企业，出于对投资者负责的角度考虑，上市公司进入一个新兴领域还需结合实际，发挥自身优势，盲目冒进与自身产业关联度不强的产业，很可能得不偿失。　　记者：那么，您认为哪些行业内的企业开展3D打印比较有先发优势?　　罗军：由于3D打印技术与激光制造、材料等领域关联度很大，这方面优势明显的企业，其涉足3D打印产业或具有一定的先发优势。如中航激光便掌握了大型金属结构件直接制造方面的技术，并在钛合金等特殊金属材料方面取得重大突破。另外，据我了解，一直密切关注各类激光应用技术的光韵达，在客户积累和市场应用方面积聚了许多经验，并且在红外、紫外等各种激光的加工特性，金属、非金属等各种材料的加工方面取得了突破，加之其与电子、通信和汽车等领域众多客户建立的长期合作关系，该类公司若介入3D打印领域的门槛应不会太高。　　记者：如今3D打印热，不由让我们联想到前几年的光伏产业，彼时光伏产业前景也是一片光明，但短短几年过后，随着各路资本涌入，产能过剩问题凸显，光伏景气度也急转直下。未来，3D打印行业是否也会重蹈覆辙?如何促进这一产业健康、有序发展?　　罗军：其实，作为清洁能源，光伏产业的发展前景还是比较乐观的，糟糕的是产能严重过剩，短期内难以消化，而成本居高不下、市场需求不旺，导致光伏业内外交困。在我看来，关键原因在于光伏产业在起步阶段缺乏行业组织的引导，企业间互不沟通甚至互相排斥，等到大家认为行业需要规范自律的时候为时已晚。3D打印产业应该不会重蹈覆辙，原因在于起步阶段就有了一个产业联盟来引导并促进行业自律。在对话合作的框架下，各方加强沟通维护行业整体利益，促使行业健康、可持续发展。　　谈产业化：建创新中心是关键　　记者：不可否认，3D打印技术有很多优点，如耗时短、成本低等，但反过来看，这项技术目前是否也存在一些缺陷或瓶颈?若要实施大规模产业化，需要克服哪些障碍?　　罗军：任何一项技术都不可能十全十美，优势和劣势往往是并存的。3D打印技术具有节约材料、节省时间、节能环保等诸多优点。但与传统制造技术相比也有许多缺点，比所用材料限制较多、精度不够，尚不能规模化生产等。　　要推动3D打印技术规模化、产业化运用，我认为，首先需要打开用户市场，使更多传统制造业企业增进对3D打印技术的认识。只有市场打开了，3D打印产业才有发展的基础 其次，要攻克材料难关，使更多材料能够满足3D打印技术的需求，只有市场需求起来了，3D打印技术得到广泛应用以后，材料价格才可能降下来 第三，加工服务和配套服务业务也要跟上。　　记者：围绕上述目标，我们是否已经着手制定一些切实可行的对策?　　罗军：目前，我们正在通过联盟的力量组织成员企业，集中优势资源在国内主要工业城市建设10家中国3D打印技术产业创新中心，首批选择在南京、青岛等重点城市运行，并计划明年将产业创新中心扩至10家。由于我们成员单位都是国内3D打印的佼佼者，以此为支撑，产业创新中心未来将主要发挥四项功能：一是3D打印产品的集中展览展示中心 二是3D打印技术的科普、教育、培训中心 三是3D打印技术加工服务中心 四是，3D打印技术研发中心。若产业创新中心能按照上述目标稳步推进，那么市场需求弱、应用空间窄的难题将迎刃而解。在我看来，产业创新中心大规模成功运行，将是国内3D打印机实现产业化的强力助推剂。　　记者：能否大胆设想一下，比如5年后的今天，国内3D打印产业将呈现怎样一番景象?　　罗军：我国目前尚处于3D打印产业化的起步阶段，今明两年将是产业发展的关键时期，将直接影响到3D打印的未来走向。今明两年的发展核心是要推动3D打印与传统产业的深度结合，把3D打印技术的应用市场快速开拓。总体而言，我们要把握以下几点：一是必须改变当前“小而散”的产业状况，抱团发展，集群发展，这样行业才有希望、才会得到市场的认可。二是3D打印技术必须与加工服务结合起来，通过服务来拓展市场 三是必须加强与国际间的对话合作。　　以3D打印技术产业创新中心为平台，乐观预测，我们力争3年时间将3D打印市场规模扩至100亿元人民币，将3D打印技术更广泛地与传统制造业、文化创意产业、生物医学等产业结合。如果我们能够顺利跨上百亿台阶，此后几年3D打印技术无论是在国内市场还是国外市场都有望保持几何级数的增长。

首届世界3D打印技术产业大会于5月29-31日在北京中国大饭店隆重举行。在会上，杭州电子科技大学生物制造研究所教授徐铭恩发表演讲称，生物3D打印是3D打印技术研究最前沿的领域。“说到生物3D打印还有一个概念叫生物制造，这也是我国生物3D打印的前驱颜永年教授提出的一个概念，就是以3D打印为基础的生物医学，为制造技术在生物医学方面的应用开辟了新的领域。”　　做生物3D打印的原因有两点：一、生物医学领域的市场规模特别巨大 二、生物3D打印在医学领域应用前景特别巨大。　　目前在生物3D打印领域的研究和应用：一、细胞3D打印 二、细胞3D打印技术在药物研发领域的应用也非常广泛 三、细胞芯片 四、手术器械的3D打印。　　杭州电子科技大学生物制造研究所教授徐铭恩　　以下为杭州电子科技大学生物制造研究所教授徐铭恩演讲实录：　　徐铭恩：女士们、先生们，大家上午好!下面由我简要给大家介绍一下生物医学的3D打印，初步给我们介绍一下我们在这个领域做的一些工作。　　所谓的生物3D打印，首先面向的问题是生物医学的问题，以三维设计模型为基础，通过软件分层离散和数控成型的方法，用3D打印的方法成型生物材料，特别是细胞等材料的方法，就叫生物3D打印。生物3D打印是3D打印技术研究最前沿的领域，说到生物3D打印还有一个概念叫生物制造，这也是我国生物3D打印的前驱颜永年教授提出的一个概念，就是以3D打印为基础的生物医学，为制造技术在生物医学方面的应用开辟了新的领域。　　为什么做生物3D打印?我想在今天的《对话》节目中已经提到了一些，我这里总结了一下，有两点，第一个是生物医学领域的市场规模特别巨大，这是2009年美国卫生部做的一个调查，2009年美国在医疗卫生方面的开支达到2.5亿美元，约占美国GDP的17.6%，国民收入的40%。美国卫生部进一步预测，到2018年美国在医疗方面的支出将达到GDP的20.3%，所以这个领域非常巨大。我想任何一个技术出来，有两个最赚钱的领域，一个就是医学、一个就是军事。　　第二点，生物3D打印在医学领域应用前景特别巨大。为什么呢?因为生物3D打印技术所具有的快速性、准确性，及擅长制作复杂形状实体的特性使它在生物医学领域有着非常广泛的应用前景。为什么?每个人的身体构造、病理状况都存在特殊性和差异化，当3D打印与医学影像建模、与仿真技术结合之后，就能够在人工假体、植入体、人工组织器官的制造方面产生巨大的推动效应。　　下面，我来讲一下我们实验室在过去几年在生物3D打印领域的研究和应用。第一个，我们来介绍细胞3D打印。这是我们实验室的一个年轻的研究生，他手里拿的是刚刚打印出来的肝单元的结构。在组织器官三维模型指导下，由3D打印机接受控制指令，定位装配或细胞材料单元，制造组织或器官前体的新技术。我们看到，图上这些细胞自发的迁移、扩散、自组织，重新形成了一个器官，也就是说如果我们能将细胞定位的放在我们所需要的位置上，那么我们就可以制造出我们所需要的器官。　　细胞3D打印技术经历了这么一个发展的历程，有很多大学，包括清华大学、Slemson大学都是这方面的先驱者。这是第一种技术，叫Cell Printing技术，它的技术原理是将细胞打印在一层一层的特殊热敏材料上，打印完之后将材料叠加起来就得到我们需要的结构，第一台3D细胞打印机是由正常的打印机改的，这是它的喷头，这是打印出来的结构，由细胞组成。这是3D Bioplotter，是将细胞与琼斯基复合材料共混，挤出成型在具有交联剂的底板上，层层叠加。这个是孙伟教授做的平台，集成了基于气动使能连续挤出成型3个喷头，打印一层喷射一次交联剂，可以进行药物毒性试验的肝单元结构。这个是清华大学的细胞组装技术，它是将细胞与水凝较材料共混，挤出成型在低温成型腔内。　　细胞3D打印的应用领域有这么几个，第一个是实验室的领域，它可以为再生医学、组织工程、干细胞、癌症等等领域提供非常好的一个研究工具。我们在跟一些学者聊的时候，甚至认为它可以做到像PCR技术和膜片钳技术的推动作用，由于它的这样一个推动作用，获得了诺贝尔奖。第二个可以为构建和修复组织器官提供新的临床医学技术，第三是开发全新的高成功率的技术，这个市场也是非常巨大的。这是我们前段时间做的人工肝单元的3D打印，因为我们打印好这个结构后，并不知道内部设计的通道是否通畅，我们建立了全新的一套3D成型系统。我们可以看到，我们所构建的这项通道有没有产生。这个是我们细胞培养两周之后所看到的细胞在这个结构内生长非常良好，而且我们要构建的通道也形成了。这个是我们开发的一台专门用来进行肝脏肝单元培养的设备，它可以控制温度、流量等等这些参数，这个也是组织工程中非常重要的一个东西，就是这个生物反应器。这个是我们对肝脏做的大概持续8周的肝功能检测，可以看到，在我们的这个结构里，肝脏功能维持得非常好。这是我们另外的一些尝试做的人工组织器官的工作，这是3D打印细胞的软骨组织，这是我们细胞3D打印的皮肤组织，都是用相应的皮肤或者软骨细胞来打印的。　　第二个，除了做人工的组织器官以外，细胞3D打印技术在药物研发领域的应用也是非常广泛的。这是一个数据，这是2011年美国制药工业协会新药研发投入，大概是674亿美元，而其中光辉瑞一家就投资了94亿美元，一年这样投下去能产生几个药呢?大概0.5个药还不到，这几年真正原创型新药的产生速度很慢，大概只有2—3个，有3个已经很不错了。所以说，药物的开发产业是一个投入非常大，但是成功率很低的产业。原因是什么呢?这是一个典型的药物筛选图，我们可以看到，首先，进行的一个叫做高通量的筛选，高通量筛选是基于什么呢?基于蛋白质和单细胞水平的，然后，当高通量筛选完后，我们筛选出一些所谓的候选药物，然后进行动物试验。在动物试验中，我们有发现一万个化合物，筛选出一百个候选物，可能在动物试验中只有一个有效果，等的它到了人体以后，一个都没有了，原因是什么?是因为这里有一个缺口，什么缺口?在单细胞、蛋白质以及动物之间，缺乏一个中间过渡阶段的筛选。我们知道，人内部的调控网络是很复杂的，单个蛋白质的增加或降低，并不能说明这个化合对人体有什么效果，有的时候可能效果是完全截然相反的。所以说，我们认为如果用3D打印技术构建人工的组织器官，这个东西可以用来进行药物的筛选。　　这是我们做的一部分工作，这是我们用细胞3D打印技术打印了一个代谢综合症的模型，包括糖尿病、肥胖、高血压、高血脂、心肌梗塞一系列的疾病。大概人口死亡的40%以上是死于代谢综合症，正因为这个病那么重要，所以我们在体外构建了一个代谢综合症的模型，这是一个体内调控系统的结构，我们在体外构建了一个这样的结构。这是我们构建的细胞打印获得的能量代谢的系统模型图，可以看到细胞在里面的生长非常良好，我们把人类的胰岛细胞也放在这个结构中，形成了一个我们所需要的有通讯的三维模型。这是我们模型做的一些结果，可以看到，在这个模型中，人类的胰岛素的分泌跟我们的基体的分泌是非常一致的，而且在长时间的葡萄牙的刺激之后，相当于是仿着我们人体糖尿病的病理，我们可以发现，分泌峰降低而且延迟。这是我们对相关的葡萄牙代谢、脂肪酸代谢，以及脂肪细胞分泌素的研究，相对于传统的模型，这个更接近体内的真情况。　　除此以外，我们还做了细胞芯片的工作，这是我们设计的细胞芯片，现在的芯片加工工艺，可以在细胞上加工各种芯片传感器。虽然我们可以做出这样的复杂的结构来，但是目前来说，在往上面放细胞的过程中，有点像是一个撒种子的时候，就这样盲目地撒下去，哪里有、哪里没有，并不能控制，所以我们做的工作就是细胞三维打印技术，在芯片上打印细胞，这是我们做的一部分工作，在不同位置打印不同的细胞，图上这个我们打印的是心肌细胞，这两个刺激点产生刺激，心肌会产生一个动作电位的传递，其他我们测的是一种肾上腺素来源的细胞，这些细胞的工作，它们的增值都能够被芯片同步检测到。　　这是我们后来跟一个杭州细胞芯片公司合作的一个芯片，到后来，我们做下去之后，放弃了其他的传感器，只用一种IDA的传感器。但是每个位置都能够打印上不同的细胞，这就允许我们同步检测，在同一种物理因子或者化学因子刺激下，不同细胞的不同生理反应。这是我们当时做的研究，我们用这种方式非常准确地进行了肿瘤药物的筛选，而且这个筛选过程中同时做到两件事情，第一个，我们把最有效的药物筛选出来，第二个，我们把毒副作用最小的药物也筛选出来。在这个系统中，我们可以同步做到这两点。　　第二部分是组织工程支架和植入物的3D打印。在美国，骨植入修复材料市场每年超过200亿美元，这是一个个性化骨组织工程支架的工程，首先是3D数据的获取，在获取之后，是3D数据的处理，包括3D模型的建立，包括一个有限源的分析，根据有限源分析的结构和受力类型，我们可以对材料的不同部位进行一个复制，最后在打印过程中可以采取不同的编制方法，从而用最少的材料达到最大的机械强度。　　这是一台打印的设备，是清华大学一套低温沉积系统，这是我们做的一些结构。这个是我们用骨支架材料做的生物学的检测，我们给它种上了一种干细胞，经过几周培养之后，我们发现骨胶原的分泌非常的旺盛，而且出现了钙结节。这是我们做的动物试验，可以看到，我们的支架是有孔的，每一个孔里面都长进去一到两根血管，这在骨组织工程上是非常重要的，所以说，在12周后，可以看到我们的材料全部降解了，而且形成了大量的软骨，而且骨细胞还在快速的增殖，这是我们对于植入的骨支架的研究。当然，这部分研究刚刚开始，我们还尝试在个性化的假体的3D打印。　　这是参加残疾人运动会一个很有名的运动员，他的旁边有一假肢，在我国，肢体残疾人有800多万，至少有70万需要安装假肢，假肢结构和外形的设计制造都直接影响多患者使用假体的舒适度和功能。目前，美国一家公司提供的假肢大概是5000美元一个。　　这是我们的工作，和一个研制机械手的教授合作的，我们做了一个机械手，这个机械手有很好的力量控制和空间多维度的力量控制，但是机械手还是需要跟人的真手有一个非常好的接受腔。　　第四个工作是手术器械的3D打印，齿科手术模板，这是一个种牙的过程，在螺钉打进去的过程中需要避开旁边的血管和神经，以前得靠医生的经验来完成，我们可以用3D打印技术做一个模型，只要放到病人的嘴巴里面，根据那些孔你打下去，位置就对了。　　最后，我们最近还做了一个下颚修复手术的模板。这是猴子的下颚修复手术，我们打印了模板之后，就可以做相应的加工。谢谢大家!

p style="text-align: justify text-indent: 2em "“4D打印”概念源于2013年初麻省理工学院自组装实验室斯凯拉蒂比茨（Skylar Tibbits）的一次现场演示。在著名的技术、娱乐、设计（Technology Entertainment Design）大会上，一段绳状物体被放入水中，物体自动折成预先设计的形状，斯凯拉蒂比茨称之为4D打印。4D打印技术的实现基于“智能材料”（intelligent/smart materials），智能材料的概念来源于仿生，鉴于其具有独特且优越的性能，智能材料及相关结构近年来引起了科研工作者极大的研究兴趣。目前，研究主流是集成型智能材料及相关结构，利用先进的材料复合技术将敏感元件、驱动元件甚至控制元件集成于基体材料中，使材料结构具有感知外界或内部状态与特性变化，并能根据变化的具体特征进行辨识，从而做出合理响应的能力。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "近年来，4D打印概念不断发展延伸，逐渐被定义为是实现对智能感应材料的增材制造技术。与3D打印相比，4D打印中多出的这个“D”是指时间纬度，准确地说是一种新型能够自动变形的智能感应材料，不需要借助于任何机电设备，在外界环境（温度、外应力、电磁场等）变化时，能够按照事先所设计的要求进行相应的形状变化，满足相关特定要求。4D打印技术可直接将设计内置到物料当中，简化了从“设计理念”到“实物”的造物过程，颠覆了传统的造物方式。对4D打印的研究，主要涉及多种复合材料或多材料、形状记忆聚合物、形状记忆合金等。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong一、复合材料/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "复合材料种类众多，但能够用于4D打印的复合材料种类却相对有限，表1给出了目前部分用于4D 打印的复合材料或多材料的类别、特点以及研究发展方向。基于压电聚合物材料制备的智能纳米复合材料，通过控制材料尺寸与结构，能够得到具有特定功能的智能纳米复合材料。目前，大多数压电智能材料基于脆性陶瓷（如锆钛酸铅）等，具有高压电常数和高机电耦合系数等优点。尽管压电聚合物材料相对压电陶瓷材料响应频率降低，但具有机械柔性、生物相容性好以及可加工性等优势，使其成为需要机械灵活性、生物相容性和可加工性微型系统的理想候选材料。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/4177de05-75d0-4f42-9f7b-b7d7582035f4.jpg" title="1.png" alt="1.png"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "目前制备具有复杂3D结构的压电聚合物材料仍然存在困难。提高压电聚合物的可制造性，将对微尺度和纳米级压电聚合物的各种应用发展做出巨大贡献，例如生物诊断设备、微机电系统、成像系统、紧凑型传感器设计和电子设备等。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "压电材料的微细加工和纳米制造有许多不同的技术，如电子束光刻、自组装、静电纺丝等；但对于压电聚合物材料而言这些技术都不易采用。Kim等在2014年提出了一种新的纳米制造方法，使用数字投影打印产生2D和3D压电纳米聚合物复合结构（图1）。数字投影打印技术的主要优点是其分辨率可以小至1μm，重现性高、重复性好、重量轻。此外，实现数字投影打印技术所用设备简单，制造时间缩短。通过使用数字投影技术Kim等制造了2D和3D样品。2D样品以及3D样品之一的微管结构如图1所示，通过打印具有不同热膨胀系数、密度或参数的层来控制管的直径和弯曲程度。进而，通过光聚合工艺成功实现了压电纳米复合材料的4D打印成形技术。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/e4763d47-780d-4674-acbc-c9834dca508d.jpg" title="2.png" alt="2.png"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="color: rgb(0, 0, 0) "图1 2D和3D纳米复合材料样品（a）点阵列；（b）、（c）不同尺寸的正方形阵列；（d）蜂窝阵列；（e）3D微管结构/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "由极亲水的聚合物材料和刚性塑料材料作为基体组成的自演变复合材料，其原理是亲水性材料暴露在水中时，吸收水分，体积增加到原来的两倍。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "在研究自演变结构的过程中，研究人员运用4D打印技术制造了三种不同组分的材料，其暴露于水中时显示出不同类型的变形。span style="text-indent: 2em "图2给出了三种类型的变形，其中（a）呈线性拉伸，（b）显示出伸展环，（c）部件呈现折叠变形。（a）部件暴露于水中时，其自变化行为通过改变亲水材料与刚性材料的比例，实现不同百分比的线性膨胀。（b）部件由许多环状形成，每个环有两层不同的材料，当暴露于水中时，内层膨胀并引起环的变形，逐步实现自演变行为，该组件的整体线性膨胀可以通过改变环的半径来控制。（c）部件表现出折叠行为。目前，自演变结构可以实现的形态变化相对较少，因而正在逐步向着形态变化多样、分步变化、微观结构更加精确化的方向发展。/span/pp style="text-align: center text-indent: 0em "span style="text-indent: 2em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/39c0b255-c36e-43b3-9bbf-a96bf61b5f95.jpg" title="3.png" alt="3.png"//span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="color: rgb(0, 0, 0) "图2 自演变结构随时间变化的变形情况（a）线性拉伸；（b）伸展环；（c）折叠变形/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "执行器是自动化控制技术工具中接收控制信号并对受控对象施加控制运行作用的装置。近年来机器人执行器得到长足发展，涉及金属、陶瓷、硬塑料等硬质材料机器人。这些硬质材料机器人是专为特定应用而设计的，不适用于所有环境。例如，使用硬质材料制成的传统机器人不能实现大的结构变形，难以模仿软体动物的行为。为实现大的结构变形，产生了软体机器人，其重点在于软体执行器。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "软体机器人执行器研究是一个新兴领域。基于软智能材料（如电活性聚合物）的执行器可以感知测量、变化形态和改变刚度。2007年，Kofod等通过4D打印技术制造出了用于软体机器人的介质弹性体致动器，解决了传统方法难以制造弹性体致动器的问题。图3（a）中为Kofod等通过实验使用软介电弹性体智能材料来捕捉天然物质，图3（b）中为Zhao等对抓取行为的有限元模拟。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/14981844-c7be-4c42-9bdb-24a558ae0502.jpg" title="4.png" alt="4.png"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="color: rgb(0, 0, 0) "图3 基于介电弹性体的夹爪（a）介电弹性体致动器夹紧小圆柱；（b）（a）中介电弹性体执行器的有限元建模/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "目前，研究人员已经证实4D打印技术制造弹性体致动器的可操作性，但研究中所面临的局限性在于一个功能完整的致动器无法一次成形。此外，关于软体机器人执行器研究的未来趋势是制造多层膜，以产生不需要预应变的软结构或者制造单态和双态致动器。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "软体机器人执行器作为目前的热门研究领域，得到了广泛的关注。为实现某些特定功能（如地震之后被困人员的搜救等），执行器部件正在向响应快、功能多样化、形态可变等方向发展。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "折纸是中国的一种传统艺术，即将一张平面纸折叠成3D物体。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "折纸这一理念为大型物品压缩成小体积空间的问题提供了创新的解决方案。折纸概念在纸箱、购物袋、光伏太阳能电池板的展开、汽车安全气囊中已经有所体现。然而，传统工艺上这些产品的设计包装过程复杂，会导致基础架构成本增加，因为折叠设计有任何变化，就可能需要购买新设备。在此背景下，自折叠的想法被提出，它可以大大减少折叠设备所需的投资，具有良好的市场前景。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "自折叠是设计并创建折叠物体，该折叠物体能够自折叠或具有自折叠的能力，这一过程的实现是以智能材料为基础的。活性复合材料是由玻璃态形状记忆聚合物和纤维组成的软质复合材料，纤维材料可增强基体弹性。通过调节形状记忆聚合物和纤维的体积分数和取向，可以制造具有不同性质的自折叠材料。对其进行热机械编程，可自适应变为复杂的3D结构，如弯曲，卷绕，扭曲和折叠等行为的自实现，如图4所示。因此，4D打印的一个发展趋势就是利用多材料打印技术来实现活性复合材料的精确3D成形，并研究其性能。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/b1755fe0-c468-4cce-ac16-8484dcc9165b.jpg" title="5.png" alt="5.png"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong图4 材料自适应变为复杂的3D结构，包括弯曲、卷绕、扭曲和折叠行为（a）和在加热和冷却条件下，复合材料的自折叠行为（b）/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "二、 形状记忆聚合物/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "形状记忆聚合物（SMPs）属于刺激响应材料，具有可设计性能，是指变形后通过外界条件（如热、电、光、化学感应等）的刺激可恢复其初始形状的材料。与形状记忆合金和压电陶瓷材料相比，形状记忆聚合物具有高应变恢复、低密度、低成本、简单的形状编程程序，以及在恢复温度下具有良好的可控性等优点。此外，可以通过对形状记忆聚合物进行化学修饰以实现生物相容性和生物降解性。因此，形状记忆聚合物的制备方法、性能与各种应用环境获得了研究人员的广泛关注。其主要缺点表现在强度相对低、模量低和操作温度较低等方面。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "几十年来，形状记忆聚合物的自发形状变化得到了深入研究，但实现精确控制的顺序形状恢复仍是大的挑战。为实现这一目标，提出了两种策略。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "一是实现形状记忆聚合物材料内在的功能梯度。具体而言就是聚合物材料或结构具有空间依赖性，不同部位由微观结构不同、热机械性能不同的聚合物组成。当施加适当刺激时，材料各个部分的独立形状恢复将被连续激活。因而，形状记忆聚合物的形状改变顺序可通过适当控制各个部分的材料属性来实现。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "二是实现形状记忆聚合物的4D打印技术。如图5（a）所示的螺旋形状记忆聚合物组件的示意图，①-⑨表示具有不同玻璃化转变温度的聚合物。成形组件的形状通过4D打印技术设置。在没有外部刺激时，形状记忆聚合物的形状能够保持。在存在外部刺激时，会观察到如图5（d）所示的变形恢复行为。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/322605c6-fefd-4a66-a98e-83012e92309b.jpg" title="6.png" alt="6.png"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong图5 形状记忆聚合物的4D打印（a）螺旋形状记忆聚合物组件的示意图，图中①-⑨表示分级铰链；（b） SLA设计和制造球状 SMPs 的过程概述；（c）4D打印得到的SMPs 弹簧的动态变化过程；（d）螺旋形状记忆聚合物组件的自发和顺序形状恢复过程；（e）得到的4D打印球状SMPs；（f）基于（c）4D打印得到的塔形结构/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "4D打印多材料形状记忆聚合物对特定动作的实现，如图6所示，为其实现复杂功能化提供了可能。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/105a655c-bde6-4708-acf1-e99c714d7755.jpg" title="7.png" alt="7.png"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong图6 基于SMPs的4D打印夹子的动态行为/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "三、 仿生4D打印/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "生物打印可以被定义为“使用材料转移过程来模拟和组装生物相关材料—分子、细胞、组织和可生物降解的生物材料—与规定的组织完成一个或多个生物功能”。生物打印的主要优点表现在可以大规模生产组织工程产品的能力，可以定位不同类型细胞的高精度和制造高细胞密度组织的能力。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "目前仿生4D打印处于初级阶段，本文只做简要介绍。目前的组织工程技术存在局限性，如非自动化的操作、小的制造规模、无法生产复杂结构的器官和无序的组织显微结构。因此，研究人员在此基础上提出了基于生物的仿生4D打印，作为组织工程技术一个的新分支，已经被研究者广泛关注。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "仿生4D打印是一种新兴技术，该技术的最大优点在于能够制造仿真活体生物结构如组织、器官等。最近，哈佛大学的研究人员创建了自然界植物模拟的4D打印系统。研究人员采用一种生物相容的水凝胶复合油墨作为实现仿生4D打印的原材料。该材料浸入水中会自发膨胀，为实现仿生4D打印提供了基础。其具体的复杂仿生4D行为如图7所示。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/4affb11c-2e45-4905-b294-9c7ea003fa9b.jpg" title="8.png" alt="8.png"/img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/d210f0e2-df3d-481a-8a86-45640e0e82fd.jpg" title="8.png" alt="8.png"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong图7 仿生4D打印产生的复杂花形态/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "仿生4D打印作为一种新兴技术，要实现对人体器官、组织等的精确制造仍然存在诸多难题，如微区功能差异化、组织差异化、环境控制等。对于仿植物4D打印技术，目前也正在逐步开展，并取得了不错成果，技术的成熟度仍有待不断提高。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "四、 形状记忆合金/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "形状记忆合金是一类能够“记忆”其初始形状的合金材料，由于其同时具有传感和驱动功能，也是一种智能材料。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "迄今，应用最广的形状记忆合金是NiTi基合金。由于其较大的形状记忆效应、优异的力学性能、抗腐蚀性能、生物相容性，NiTi基合金已经在医学、航天航空、电子、机械、能源及日常生活等领域获得日益广泛的应用。然而，由于较高的成分敏感性、可加工性差、难以精确成形等问题，NiTi基合金不易运用传统加工工艺成形复杂零部件。运用3D打印技术对NiTi基合金进行研究，可得到高效精确的成形工艺。作为一种重要的3D成形方法，选区激光熔化技术具有可控、效率高、成形精确等优势。部分研究人员已运用该技术制造出了小尺寸、结构复杂的NiTi基合金微机电系统。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "近期，研究人员对NiTi基合金的选区激光熔化成形工艺进行了研究，获得了如图8所示的NiTi基合金样品。通过差示扫描量热仪的表征结果表明，其基体存在马氏体与奥氏体之间的相转变行为，为获得4D打印形状记忆合金及其构件提供了理论基础。对4D打印NiTi基合金的工艺参数、生物相容性、热处理行为、相转变行为、微观结构等也有人进行了研究。此外，Ma等以NiTi基合金粉为原材料，采用不同的选区激光熔化工艺参数得到了能够实现多阶段分步变形行为的“U”形简单构件，如图9所示。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/a8391f19-9ade-40bb-b1b5-af71c4f540c8.jpg" title="9.png" alt="9.png"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong图8 选区激光熔化制备的NiTi合金试样（a）和4D打印NiTi合金的微观结构（b）、（c）/strong/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strongimg style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/3da22576-9c6a-4069-a33e-3056cda9f181.jpg" title="10.png" alt="10.png"//strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong图9 选区激光熔化成形的U形NiTi合金构件的多阶段形状恢复过程（a）和U形片不同区域采用的工艺参数（b）/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "结束语/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "4D打印技术是一个快速增长的行业。新型原材料、成形方法、控制软件和机器精度不断发展和完善，为4D打印技术的实现提供了基础，使其得到了广泛关注与发展。一方面，4D打印技术引入了新的设计技术，可以减少制造产品的能源消耗、材料使用量、时间以及成本；另一方面，4D打印技术的未来在于成形产品的组装和拆卸的可控性，4D打印智能材料的激活与控制，并在理论上创建模型和模拟形状变化行为的软件。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "（1）4D 打印所用的原材料为智能材料，大体上可以分为智能纳米复合材料、形状记忆聚合物、软体机器人的执行器、自演变结构、主动折叠和受控顺序折叠结构、形状记忆合金等。4D打印结构能够实现集传感、驱动甚至控制等功能于基体材料中。对于仿生4D打印也逐步受到重视，得到了快速发展。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "（2）对于4D打印技术成形形状记忆合金而言，存在着如何获得近全致密、组织性能控制、动态变形控制等挑战，在成形样品或零件的过程中，也需考虑各项性能冗余度、氧含量、孔隙率、各向异性等因素。只有克服这些挑战，综合考虑各影响因素，才能得到高性能 4D打印记忆合金构件。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "（3）4D打印技术正在向智能化、精确化和高效化方向发展。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "br//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "i本文引自：卢海洲, 罗炫, 陈涛,等. 4D打印技术的研究进展[J]. 航空材料学报, 2019, 39(02):5-13./i/p

海源机械公告，2012年12月24日，公司与清华大学老科技工作者协会昆山永年先进制造技术有限公司签订了《建立“海源3D打印制造实验室”合作意向书》，由公司出资建立所需的3D打印工艺试验平台，昆山永年设计并制作公司要求的3D打印试验平台，提供技术支持与培训，并保证以最优惠的价格提供给海源机械。 　　公告表示，公司秉承持续技术创新能力和快速反应的市场意识为核心竞争优势，围绕环保节能、利废减排等“绿色”适用领域，近年来不断开发适应市场需求、具有前瞻性的高新技术产品。此次签订《意向书》主要目的是开展复合材料、陶瓷、硅酸盐等材料3D打印制造工艺技术的研究。　　公司同时称，《意向书》属于双方框架性和意向性的约定，目前尚未签署正式合同，有关合作的具体内容、双方出资金额、研发成果归属权等存在不确定性。而研发成果是否产业化、规模化，项目所产生的效益以及能否顺利实施等均存在很大不确定性。截至公告发布之日，3D打印制造实验室正在筹建中。公司尚未和昆山永年确定具体的委托开发项目，目前该事项暂不会对公司未来的经营业绩产生重大影响。

与传统技术相比，3D打印技术最突出的优点是无需机械加工或任何模具就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件，从而大幅缩短生产周期，提高生产效率。 随着3D打印技术的迅速发展，人们对于3D打印的模型、玩具、配件等玩赏性居多的物件早已习以为常。这一技术的应用已经突破人们最初的设想，成为&ldquo 无所不能&rdquo 的&ldquo 造物&rdquo 魔术。　　1. 人体器官　　法国技术人员采用3D打印技术，帮助一位失去鼻子的病人找回了&ldquo 鼻子&rdquo 。外科医生先使用3D扫描仪扫描了这位病人的脸部，之后以此为基准用计算机重新构建他的鼻子。利用3D打印机和尼龙材料制作出面部外壳模具，再用硅胶为原材料制作出&ldquo 新的&rdquo 鼻子，固定在病人脸上。目前，这位病人已经恢复了正常的生活。　　2.假肢　　美国的两岁女孩Kate患有先天性的畸指，但Kate的家人不想让她接受外科手术。然而3D打印技术给了他们另外一个选择&mdash &mdash 一只3D打印的手，而且这只&ldquo 高科技&rdquo 的手掌只需5美元。　　东京Maker Faire的新闻发布会上，一个团队展示了他们3D打印的义手&mdash &mdash Handie。Handie所有部件都是3D打印的，用户很容易根据自己的需要进行调整或者复制。开发人员还设计了一个独特的手指屈伸系统，为了降低电机的数量，他们开发了由一台电机驱动的三关节手指，可根据物体的形状被动地改变它的轨迹。 Handie能够完成很多手的功能而且它的价格十分吸引人，费用不超过400美元。　　3. 食物　　英国埃克塞特大学研究人员去年推出了一种3D巧克力打印机，使用者可根据自身喜好，制作出自己的专属形状巧克力。与普通喷墨打印机工作原理类似，3D巧克力打印机在打印物体时也要经过扫描、分层加工成型等步骤。　　4. 服饰和鞋子　　今年3月，纽约设计师 Michael Schmidt 和建筑师 Francis Bitonti 联合3D打印公司为Dita Von Teese量身定做出世界上第一条完全由3D打印技术制造的礼服。这件礼服由17片3D打印出的织物连接而成并镶有13000多颗施华洛世奇水晶。　　这双3D打印的Nike鞋子名为Vapor Laser Talon Boot(蒸汽激光爪)，整个鞋底都是采用3D打印技术制造。 官方称该跑鞋不仅具有出色的外观还拥有优异的性能，能提升足球运动员在前40米的冲刺能力。　　5.乐器　　上个月，新西兰梅西大学的机电一体化教授Olaf用3D打印技术设计制造了一把非常独特的吉他：蒸汽朋克(Steampunk)3D打印吉他。这个吉他有一个3D打印的琴体，上面带有可活动的齿轮和活塞。这些部件都是做为一个整体一次性打印出来的。这款吉他和此前其他利用3D技术打印出的长笛、小提琴等乐器都具有不错的音色。　　6. 相机　　法国一位名叫Lé o Marius的24岁学生使用3D打印机制作出了一部能够正常工作的单反相机(SLR)，不同于数码单反(DSLR)，OpenReflex使用胶卷进行拍摄。这款通过3D打印技术制成的单反相机虽然外型很粗糙，但它能够正常工作。　　7. 汽车　　Urbee 2是世界上第一款完全通过3D打印技术制造的汽车。这款汽车拥有三个车轮，动力7马力(5KW)，并且采用的是后轮驱动的方式，预计将会在2015年正式上路。Urbee 2的燃油效率非常高，如果驾驶它横穿美国，行驶4500公里的距离，油耗一共只有38升。第一代的Urbee曾经在2010年诞生，但是受限于设计和安全因素的考虑，Urbee最终只能停留在概念阶段，并没有实际生产。　　8. 枪支　　近日，美国得克萨斯州一家公司宣布用金属粉末制造并测试了世界上第一支3D打印金属枪。这款全球首支3D打印金属枪依照的模板是美军曾经的经典装备布郎宁1911式手枪，由超过30个3D打印原件组装而成，包括不锈钢和一些特殊合金材料，实际装配时间只需5至7分钟。 截至目前，这支枪已经成功发射了50发子弹，射击距离超过27米，和常规武器一样精准。　　9. 火箭部件　　今年8月，NASA对用3D打印技术制作出的火箭发动机喷射器进行了测试。一般而言，火箭发动机喷射器是火箭生产中最昂贵的组件之一。通过使用金属3D打印技术的工艺，成本能够减少70%以上，并且极大缩短开发时间。NASA对新型火箭发动机喷射器进行的包括液态氧和气态氢等一系列高压消防测试均取得了成功。NASA有计划继续推动该技术的发展并扩大应用范围。　　10. 飞行器　　　HEX是世界第一款用智能手机控制、与3D打印结合的四轴飞行器，外壳采用3D打印实现个性化定制。用户也可以自行下载定制外壳的3D文件打印，组装方式类似乐高玩具，无需工具，非常简单。这也是目前3D打印在消费类电子产品中的新尝试。

传统的3D打印往往要先设计结构，再选择材料，确定加工工艺，最终打印成形，但因材料、结构和工艺等多因素耦合规律复杂，3D打印的零部件想精确成形需反复试错，想实现金属构件的高性能甚至多功能比较难。南京航空航天大学材料科学与技术学院、江苏省高性能金属构件激光增材制造工程实验室顾冬冬教授团队，联袂德、美、英等国学者，建立了一种新的3D打印模式，能在复杂整体金属构件内部，同步设计、打印多种材料和多类结构，实现构件的高性能和多功能。2021年5月28日，这一研究以《材料–结构–性能一体化激光金属增材制造》之题，登上国际著名学术期刊《科学》。3D打印一个零件，不同部位有不同功能激光增材制造，即3D打印技术，是当前世界科技强国竞相发展的一项战略性关键核心技术，可满足现代工业对难加工金属构件短周期、高精度、高性能制造的重大需求。“传统的3D打印遵循‘串联式路线’，即结构设计–材料选择–加工工艺–实现性能。这种路线需要反复试错，周期较长，成本较高。”论文的第一作者和通讯作者顾冬冬说，基于这一挑战，他和研究团队提出了一种新的3D打印模式，即“材料–结构–性能一体化增材制造”的并行模式。通俗地说，这种模式在设计和打印产品结构时，考虑在零件的不同部位，哪种材料、哪种结构更适合，再确认加工工艺路线，最后打印出来，以确保产品的高性能和多功能。“人们越来越希望金属零件能同时满足多种需求，即使一个零件，也能在不同位置，用不同的材料，打印不同的结构，实现不同功能，例如有的部位能耐热，有的部位能承载受力，而这种3D打印模式可以实现。”顾冬冬说。如何证明这种制造方式更合理？研究团队以“下一代空间探测器着陆器系统的整体化和多功能化发展趋势”为例，反复验证“并行模式”的金属整体结构3D打印的可行性。高性能金属构件是航空、航天、交通、能源等现代工业的基石，且高端装备的服役性能很大程度上取决于构件的高性能。但这些构件多用于极端严苛的环境，对构件的选材、制造工艺、性能、功能均提出了严峻挑战“在论文中，我们设定了一个目标，试图让探测器的着陆器能隔热、防热，能减震、抗冲击、抗空间辐射。”顾冬冬说，在研究之初，自然界一些昆虫、动植物的特殊结构，便引起他们的关注，他们学习自然界天然优化的结构，强调生物启迪、仿生设计，并将之用于空间着陆器系统的“大底”构件的设计。“材料–结构–性能一体化”3D打印的特征之一：适宜材料打印至适宜位置用仿生学+复合材料，设计打印着陆器“大底”整体构件进入研究团队视野的3种生物结构，是鳞脚蜗牛壳的层状复合结构、水蜘蛛的水泡构型、多孔蜂窝。“鳞脚蜗牛生活在海底的热泉附近，蜗牛壳是一种层状复合结构，外壳非常硬，我们‘大底’构件外层设计成鳞脚蜗牛壳结构，让着陆器能坚固地像盔甲一样，可以隔热防热；水蜘蛛在水下构筑住所，其水泡形住所由蛛丝连接水草而成，能长时间承受不同流速、不同方位水流的冲击，具有优异的韧性和抗冲击能力。我们据此设计了‘大底’内部的减震结构，这些结构中‘蛛丝’纵横交错，能让着陆器减震抗冲击；我们在‘大底’的表面，附上了一层类似于多孔蜂窝的高温结构材料，能让着陆器与大气摩擦时防止烧损。”顾冬冬介绍。在设计结构的同时，研究团队根据航空航天的需求，还选择了陶瓷、碳纳米管和铝合金相融合的复合材料。“铝合金很轻，所以在航空航天领域应用较广，但熔点只有600多度，在着陆器着陆时耐受不了这么高的温度，于是我们添加了熔点接近3000度的二硼化钛陶瓷。又例如碳纳米材料具有很多神奇的力学性能和物理化学功能，所以我们又设计了碳纳米管增强金属基复合材料来应对3D打印零件多功能化的需求。”顾冬冬说，研究最大的难点，莫过于将适宜的材料打印到适宜的位置，“目前，单一材料的3D打印已经比较成熟，但多种材料的打印，还有较大挑战，也是研究热点。例如每打印一层，都需要设计不同的结构，打印不同的材料，还要调试激光参数、扫描模式等。从原子尺度的3D打印材料显微组织调控，到打印成看得见摸得着的成品零部件，还要考虑到打印时的变形、开裂等问题。”所以，在实验验证时，他们反复进行多种材料、多类结构的激光3D打印实验，并开展了热传导实验、抗冲击实验等功能验证。顾冬冬在南航3D打印实验室适宜材料打印至适宜位置，独特结构打印创成独特功能最终，团队从合金和复合材料内部多相布局、二维和三维梯度多材料布局、材料与器件空间布局3个复杂度层级，揭示了多材料构件3D打印的科学内涵、成形机制与实现途径。同时，他们实现了“独特结构打印创成独特功能”，揭示了拓扑优化结构、点阵结构、仿生结构3D打印的本质，分别是将优化设计的材料及孔隙、最少的材料、天然优化的结构打印到构件内最合适的位置，提出了基于鳞脚蜗牛壳的层状复合结构、水蜘蛛的水泡构型、多孔蜂窝三类典型结构的创新设计，及利用3D打印实现轻量化、承载、减震吸能、隔热防热等多功能化的原理、方法、挑战及对策。这一成果获得当期《科学》主编的评价，认为“激光增材制造有望变革零部件的设计方式。顾等人建议将串联式设计和成形构件的增材制造策略，变革至更为整体性的方法来优化金属构件。这种更为综合的方法将有助于减少制造所需的工序数量，并扩大可用于最终应用零部件的结构类型。”南京航空航天大学博士生石新宇、德国亚琛工业大学Fraunhofer激光技术研究所Reinhart Poprawe教授、美国德州大学奥斯汀分校David L. Bourell教授、英国卡迪夫大学Rossitza Setchi和西北工业大学朱继宏教授也参与了论文撰写。

作者：葛锜、李志琴、王兆龙、Kavin Kowsari、张旺、何向楠、周建林、Nicholas X Fang单位：1 Southern University of Science and Technology, China2 BMF Material Technology Inc., Shenzhen, China3 Hunan University, China4 Massachusetts Institute of Technology, USA5 Singapore University of Technology and Design, Singapore1文章导读投影微立体光刻(Projection Micro Stereolithography – PμSL)是一种基于面投影光固化原理的高精度（最高可达0.6微米）增材制造（3D打印）技术。该技术可以用于制造具有跨尺度与多材料特性的高精度复杂三维结构，在力学超材料、光学器件、4D打印、仿生材料及生物医学等领域具有广阔的应用前景。南方科技大学、深圳摩方材科技有限公司、湖南大学、麻省理工学院等单位的葛锜、李志琴、王兆龙、周建林、Nicholas X Fang等作者在《极端制造》期刊（International Journal of Extreme Manufacturing, IJEM）上发表《基于投影微立体光刻的3D打印技术及其应用》综述，系统介绍了投影微立体光刻3D打印技术的研究背景、最新进展及未来展望。2研究背景增材制造，又称3D打印，是一种以数字模型文件为基础，将部件离散成二维图形或者路径，通过逐层叠加的方式构造三维物体的快速成型技术。对比于传统制造方法，3D打印因具有制造高精度复杂三维结构、节省材料、方便快捷等优点，已被应用到航空航天、生物医疗、电子、汽车等国民经济领域。自被发明以来，3D打印发展出了各种不同的技术，包括熔融沉积成型(FDM)、墨水直写(DIW)、喷墨(Inkjet)、立体光刻(SLA)、选区激光烧结/熔融(SLS/SLM)、双光子(TPP)，以及基于数字光处理(DLP)的连续液体界面制造(CLIP)、大面积快速打印(HARP)、投影微立体光刻技术(PμSL)等。对比于其他3D打印技术，投影微立体光刻技术因其可同时实现高分辨率与大幅面3D打印（图1），被应用于前沿领域的复杂三维结构制造，并产生了一系列具有影响力的科研成果。南方科技大学葛锜副教授、湖南大学王兆龙助理教授与麻省理工学院Fang教授团队联合深圳摩方材科技有限公司针对投影微立体光刻3D打印技术在最近所做的相关代表性工作逐一地进行了详细介绍。图1 不同3D打印技术的打印精度与幅面范围3最新进展投影微立体光刻是一种通过将构成三维模型的二维离散图案投影到光敏树脂表面，激发局部光固化反应的方式，逐层叠加成型三维结构的3D打印技术。通过对光路系统、光源以及打印工艺的优化，最高打印精度可达到0.6微米。面投影微立体光刻因其能够快速一体化成型高精度、跨尺度、多材料复杂三维结构，在力学超材料、光学器件、4D打印、仿生材料以及生物医药方面应用广泛。深圳摩方科技有限公司将原有投影微立体光刻3D打印技术进行发展与升级（图2a），并成功地将其转化为工业级3D打印装备，实现了稳定的超高精度-大幅面3D打印（精度：2微米，幅面：50毫米×50毫米；精度：10微米精度，幅面：94毫米×52毫米幅面），用于力学超材料、生物医疗器件、微力学器件及精密结构件等工业应用（图2b-j）。图2 投影微立体光刻3D技术及其相关工业级应用。（a）高精度-大幅面投影微立体光刻3D打印技术原理；（b）-（j）工业级应用典型案例。在实现跨尺度、多材料3D打印方面，采用面投影与图形扫描技术相结合的方法实现了跨尺度3D打印(图3a)，采用吹气辅助投影微立体光刻法(图3b)与流体控制法(图3c)实现了多材料三维结构的快速打印。图3 跨尺度、多材料3D打印。（a）面投影与图形扫描结合实现跨尺度3D打印；（b）吹气辅助多材料3D打印；（c）流体控制辅助多材料3D打印。在实现力学超材料方面，通过投影微立体光刻3D打印技术一次成型以拉压变形占主导的八隅体桁架结构超轻-超硬力学超材料（图4a），通过多材料投影微立体光刻3D打印技术一次成型由两种不同刚度和热膨胀系数材料构成的负热膨胀系数超材料（图4b）。图4 力学超材料。（a）超轻-超硬力学超材料；（b）负热膨胀系数超材料。在光学器件打印方面，采用面投影立体光刻灰度曝光与表面浸润相结合的方法，实现光学镜头的3D打印（图5a），以及振动辅助与灰度曝光相结合的方法，实现表面纳米级光滑度的微透镜阵列3D打印（图5b）。图5 光学器件。（a）灰度曝光与表面浸润相结合实现光学镜头3D打印；（b）振动辅助与灰度曝光结合实现微透镜阵列3D打印。在4D打印方面，通过开发形状记忆光敏树脂，实现了大变形4D打印（图6a）、多材料4D打印（图6b）、自修4D打印（图6c），4D打印超材料结构（图6d）与4D打印吸能结构（图6e）等案例。图6 4D打印。（a）大变形4D打印；（b）多材料4D打印；（c）自修4D打印 （d）4D打印超材料结构；（e）4D打印吸能结构。4未来展望尽管面投影微立体光刻3D打印技术在近年来取得了快速的发展，但仍面临着如海量的图片数据传输与存储、多材料体素打印精确控制、高精度陶瓷打印等问题，亟待解决。5作者简介葛锜博士葛锜博士，南方科技大学机械与能源工程系长聘副教授。长期从事面投影微立体光刻3D打印技术研究，主要研究领域为4D打印、多功能3D打印、软物质力学、软体机器人、柔性电子等。王兆龙博士王兆龙博士，湖南大学机械与运载工程学院助理教授，长期从事微立体光刻3D打印，光学超材料及微流与热控理论及技术研究，先后参与包括重点国际（地区）合作研究项目及国家重点研发计划在内的多项国家自然科学基金和科技部重点研发项目。目前承担湖南省优秀青年基金及广东省重点领域研发计划等多项科研项目。Nicholas X. Fang博士Nicholas X. Fang博士，麻省理工学院机械系教授，长期从事包括微立体光刻3D打印技术在内的微纳技术研究，研究领域包括纳米光学、声学超材料、微纳制造、软物质等。本篇文章来自专辑：《极端制造》2020年第2期文章

结构色是一种由微观物理结构与自然光之间的相互作用（如散射、干涉、衍射等）所产生的颜色。与传统的化学色相比，结构色可以完全避免染料或色素的使用，是更加环保和稳定的呈色方式。然而，人工结构色的实现，需要借助先进的微纳加工技术或组装手段对纳米生色结构进行高精度调控，成本较高且工艺复杂，较大程度上阻碍了结构色的广泛应用。此外，为了促进结构色的应用拓展，需要将结构色像素点制备成有序的图像，但结构色的像素点是由众多周期与形貌存在差异的微纳结构组成，将这些呈色物理结构精确制备并集成为特征化的彩色图像，颇具挑战性。　　中国科学院化学研究所绿色印刷实验室研究员宋延林、李明珠，与复旦大学教授石磊等合作，精准控制微小液滴的成型打印（即精确调控打印基材的浸润性与微小液滴的体积来控制打印墨滴的形貌）与剖析全内反射光学微结构呈色的机理，发展出一种利用透明高分子墨水打印全彩结构色图像的方法。该方法突破了关于彩色印刷的认知（呈现不同的颜色需要不同的墨水），仅利用一种透明的高分子聚合物墨水，便实现了全色系彩色像素点的精准制备。此外，研究凭借对微观像素点空间位置的精确分布，解决了结构色难以实现棕色、白色、银色等特殊色制备的难题。科研人员探索了微结构形貌与颜色、灰度的对应规律，利用高精度喷墨打印实现墨滴精准成形，在不添加任何染料色素的前提下，打印出各种形象逼真的彩色人像图案。这种方法具有普适性，可制成透明墨水的高分子材料均可应用于这种全色系结构色图案的打印，为结构色在彩色印刷、显示、防伪及高灵敏传感等领域的应用提供了全新的思路。　　近日，相关研究成果发表在Science Advances（DOI：10.1126/sciadv.abh1992）上。研究工作得到国家自然科学基金、科技部和中科院的支持。

一、 概述在金属3D打印技术中，粉末材料作为“基石”，很大程度上决定了最终打印成品的质量和性能。金属3D打印技术的未来发展，也与材料本身的性能密切相关，包括材料的粒径、孔隙率、密度、流动性等。金属3D打印大多采用选择性激光烧结（SLS）与选择性激光熔化（SLM）技术，打印过程中均涉及铺粉这一关键步骤，要求形成均匀的粉层，因此需要考察金属粉末的成堆状态和流动性能，这也将影响最终烧结成件的表面粗糙度和抗拉强度等关键性能指标。二、 材料性能评价按照最新国标GB/T 39251-2020《增材制造 金属粉末性能表征方法》的要求，3D打印用金属粉末的粒径、孔隙率、有效密度、振实密度和流动性等特性都需要进行检测。因此，选择最合适的表征方法确定相关参数，并建立金属粉末原料的数据库尤为重要，可为材料研发和生产环节提供指导。金属粉末由于其固有属性，通常粒径较小、孔隙率较低、流动性较好，对表征方法的灵敏度和适用性都提出了一定的要求。本文将针对上述3D打印用金属粉末的关键参数表征技术进行介绍。1. 亚筛分法测量金属颗粒粒径测试原理：利用双压力传感器测量空气通过床层前后的压力变化，通过改变样品高度和孔隙率，同时控制一定流速通过颗粒床层，使用Kozeny-Carman方程确定特征表面积SSA和平均粒径。应用领域：符合ASTM B330-12标准，用于测量金属粉末以及相关化合物的粒径。全自动亚筛分粒径分析仪MIC SAS II（点击图片了解仪器详情）2. 压汞法计算孔隙率测试原理：在精确控制的压力下将汞压入材料的多孔结构中，通过测量不同外压下进入孔隙中汞的量，就可知道相应孔体积的大小。应用领域：孔隙率会显著减低材料的抗压强度与疲劳性能，无法满足材料的正常使用需求。压汞法可用于计算多孔材料或打印产品的总孔体积、孔径分布和孔隙率等参数。AutoPore V系列高性能全自动压汞仪（点击图片了解仪器详情）3. 气体置换法获得有效密度测试原理：使用气体置换法，常用惰性气体如氦气或氮气作为置换介质取代材料的孔隙体积，根据理想气体定律PV=nRT确定样品体积，并结合样品质量算得骨架密度，即有效密度。应用优势：气体置换法测密度比液体浸透法更准确，重复性更好；可测量材料或小型成件的有效密度。全自动气体置换法真密度仪ACCUPYC II 1345（点击图片了解仪器详情）4. 全自动振实密度分析测试原理：使用刚性球状颗粒作为替代介质，紧密裹覆在材料外表面并填充材料间隙，精确测出样品的包裹体积并算得密度。替代介质的颗粒很小，在混合过程中与样品表面紧密贴合，但不会进入样品孔隙。应用优势：与传统的振实密度相比，全自动振实密度分析仪能够更快速、更安静地获取更高重复性的精确结果；可测量材料或小型成件的振实密度。GeoPyc 1365全自动包裹密度分析仪（点击图片了解仪器详情）5. 流动性测试原理：使用独特的技术测量粉体在运动状态下流动的阻力。精密的桨叶旋转向下穿越粉体，建立精确的颗粒相互作用模式，粉体对桨叶所施加的阻力则代表了颗粒间相对运动的难易程度，即粉体的流动性能。同时集成自动化剪切盒，也能够测量密度、可压性和透气性等整体属性。应用优势：符合ASTM D7891标准，用于测量金属粉末的流动性。相比现有技术（霍尔流速计所用漏斗法）更加自动化，该技术灵敏度更高，能够精确表征批次间的微小差异，评价不同供应商和制造方法的影响以及评估原料筛分前后的差异。FT4粉体流变仪（点击图片了解仪器详情）三、 小结通过上述现代化评价手段，有助于优化3D打印用金属粉末的性能，从而实现重复利用；同时可避免因检测技术的不适用性而花费大量金钱和时间，减少成品的不合格率，帮助企业降本增效。作者：麦克默瑞提克(上海）仪器有限公司