附录1：3D打印技术和应用发展最新案例
1.人类一小步：3D打印机走进天空
Elon Musk不经意间又创造了历史，他执掌的SpaceX公司于2014年9月又成功完成了一次飞船发射，飞船里载着一位特殊的“旅客”——3D打印机，这是首台进入太空的3D打印机，也可以称之为人类历史上，第一台离地空间的制造装置，设计者为Made In Space公司。
看到这，你可能会第一时间联想到红色警戒、帝国时代、魔兽争霸，因为在这些游戏里，玩家正是通过建设一栋栋建筑，来完成整个系统的搭建。当然，这台3D打印机还远远做不到这些，它只能使用塑料材质。
这台3D打印机重达2.5吨，由Made In Space公司设计制造，Made In Space是一家2010年成立的公司，和美国NASA合作打造太空3D打印机。这台打印机的实用性很高，根据CTO Jason Dunn介绍，它可以打印出NASA所需30%的零件。也就是说，当宇航员需要某个工具的时候，它可以不再依赖地面上运上来的，在本地就可以生产，这确实是太空探索的一大飞跃。
太空中的3D打印机和地面上的有很大不同，使用环境和技术原理上都大相径庭。首先，在发射过程中它需要承受数倍重力的高压，进入太空后又进入零重力状态，考验的是机器的稳固性。很多零件他们都重新进行了设计，包括地面使用的皮带、齿轮都进行了更换。另外，安全性是一个问题，3D打印机在运行过程中会产生“废气”，这些气体在地面上会被净化，而处于封闭的太空站可不行，所以他们设计了环境控制单元，过滤有害气体。技术上，3D打印的原理在于材料的堆砌，通过极细的**集结在一起，然后冷却成型，这在地球上是行得通的。但在太空中，这些材料喷出来后不会乖乖的黏在一起，很有可能会四处飞溅，根本做不成一块物品。为保万无一失，发射前Made In Space公司总共测试了3万个小时，因为发射之后是无法更改的。
Made In Space的第一台太空3D打印机只为NASA打造的，等到第二款推出，它将会用做更广泛的商业用途，比如服务于国际空间站。第二台机器会设计的更大，功能更强大。
（资料来源：搜狐数码）
2.最新3D打印教育套件亮相3D Systems展位
2014年国际制造技术展览会在9月8日-13日举行，在展览会上，3D Syestems公司展示了MAKE.DIGITAL平台上的3D打印教育套件和课程。
这些教育套件和课程提供了集成工具、软件和课程等各种资源，据了解，3D打印技术走进我们各行各业，3D打印技术教育课程开设成为势必，而这些很好的锻炼学生的数字素养以及相关设计能力。
也就是主题使然，在展会上，3D Systems公司提供了让学生参与的互动设计、3D扫描以及3D打印演示。学生还可体验到新推出的M.Lab21，这是一个用3D打印技术和3D设计革新高中工艺美术技术教育的21世纪制造教育课堂。
这次展会呈现了部分，而很多东西都被放置在MAKE.DIGITAL网站上，其上提供了丰富的课程资源。MAKE.DIGITAL计划推出专门针对初级阶段学生的3D打印数字教育课程。
（资料来源：中关村在线）
3.《星际穿越》伦敦首映3D打印巨型星舰吸睛
热映的科幻大片《星际穿越（Interstellar）》以其扣人心弦的故事和华丽的制作成为娱乐新闻的头条。其实，它在影片拍摄和宣传推广中使用的3D打印技术同样让人印象深刻。
《星际穿越》是大牌导演克里斯托弗·诺兰执导的一部原创科幻冒险电影，由马修·麦康纳、安妮·海瑟薇、杰西卡·查斯坦及迈克尔·凯恩主演，基于知名理论物理学家基普·索恩的黑洞理论经过合理演化之后，加入人物和相关情节改编而成。主要讲述了一队探险家利用他们针对虫洞的新发现，超越人类对于太空旅行的极限，从而开始在广袤的宇宙中进行星际航行的故事。
图3 《星际穿越》剧照
图4 《星际穿越》伦敦首映上展示的3D打印巨型星舰
就在首映前几天，这部电影已经被铺天盖地的一致好评所淹没。不过这些对本文来说都不是重点。重点是在10月29日该片伦敦的首映式上，发行方在仪式现场——著名的BFI IMAX影院——展示了一艘十二英尺长的3D打印Ranger飞船模型！其实这也是《星际穿越》拍摄的一个特点：该片并不完全依靠电脑生成特技，而是尽可能地使用现实的道具。显然，这艘3D打印的Ranger飞船模型也是其中的一个道具。
除了Ranger，该片中出现的另外两艘太空飞船Endurance和Lander也是3D打印的。这些高度逼真的模型，都是由制作设计师Nathan Crowley与特效公司New Deal Studios共同完成的。不过这三个巨型模型的具体尺寸和使用的3D打印机型号都没有透露，据了解，这三个模型也不完全是使用3D打印完成的，其中还使用手工雕刻进行了适当地修饰。
所有这三个模型都是根据故事中飞船的实际尺寸按1/15的比例制作的，在电影拍摄中使用的也是它们。12英尺长的Ranger仅仅是三个飞船模型中最小的，另外两个据说尺寸达到50至60英尺。Ranger飞船会摆放在BFI MAX影院供影迷参观至11月17日。
（资料来源：天工社）
4.韩国科学家用石墨烯实现3D打印纳米级对象
韩国电工研究所（KERI）的一个团队完全使用石墨烯成功地3D打印出了一个纳米结构，这是历史上的第一次，具有划时代的意义，证明了将纯石墨烯材料用于3D打印的可能性。
该研究成果发表在2014年11月出版的《Advanced Materials》上，研究人员使用拉伸的油墨弯液面制作出3D结构的还原氧化石墨烯（RGO）纳米线。显然，与大多数使用线材或粉末做材料的3D打印方法不同，KERI的方法更加精细。“这种方法（指拉伸油墨弯液面法）使我们能够实现比喷嘴孔径更精细的打印结构，从而实现纳米结构的制造。”该研究团队负责人Seung Kwon Seol教授称。这对于在打印的电子器件中实现3D结构是一个很重要的进展，这其中石墨烯将发挥非常重要的作用。
所谓石墨烯，是由单层碳原子形成的特殊材料，它以其独特的性能，如超凡的导电性、柔韧性和透明性，使之成为从电子到能量存储到商业应用的理想材料。然而，科学家们面临的挑战是如何在微米和纳米尺度操纵石墨烯片，这需要非常高的精确度。很多科学家认为，3D打印工艺可能是解决方案。
在研究团队发表的论文中描述了Seol教授的研究小组如何利用弯液面作为一种更新颖的方法来实现纳米级3D打印。首先，科学家在室温下使用微量吸管在其前端形成弯液面，随后在上面生长出石墨烯氧化物（GO）线。该导线然后通过热或化学处理（用肼）削减。随着熔剂迅速蒸发，微量吸管拉动石墨烯氧化物（GO）沉积，从而实现GO线的生长。
GO纳米线的制造通过拉动一个含有GO悬浮浮液的微量吸管（GO板厚度为0.9±0.1纳米），以及在水蒸发过程中拉伸该弯液面来实现。在图5圈中：FE-SEM图像显示出一个生长成的rGo纳米线，直径为400纳米。通过调整吸移管的拉伸率，研究人员能够准确地控制rGo纳米线，并能达到约为150纳米的最小值。研究人员指出，他们的做法可有效用于3D打印石墨烯纳米结构以及多材料3D纳米打印。利用这种技术，它们可以产生各种独立式的rGO结构，包括直导线、桥梁、悬浮结和编织结构等。
迄今为止，市场上出现了石墨烯增强型的3D打印复合线材，但它其实有一些问题，在复合材料中加入石墨烯确实会提升塑料属性，但是塑料材料同时会恶化石墨的固有性质。此外，传统的FDM打印方法根本不可能实现在纳米尺度打印3D对象。“据我们所知，之前没有完全用石墨烯做材料3D打印纳米结构的报道。”Seol教授说。“我们确信，这种做法将带来一种3D打印电子的新模式。”
显而易见，使用石墨烯材料的3D纳米打印技术的出现将为各种理论上存在的“科幻产品”问世打开大门，比如纳米机械、纳米机器人等。
（资料来源：天工社）
5.3D打印+机器人：GE下一代工业制造模式渐露端倪
全球制造业巨头GE公司2014年11月在康涅狄格州的Connecticut开设了一所新的先进制造实验室（AML）。这所新实验室将装备先进的机器人和自动化制造系统，以生产Guard Eon塑壳断路器（MCCB）平台，该产品将于2015年发布。该实验室还使用了最先进的3D打印机，以帮助该公司的工程师们进行设计和制造。
GE工业解决方案业务CEO Bob Gilligan介绍说：“这座新实验室是GE向未来的配电业务投资的另一个例子，目的是为了向我们的客户提供更好的服务。半年前，这里只是一些办公室和格子间，而如今，多达8000平方英尺的区域供一个高度活力、经验丰富的先进制造工程师团队使用，他们还装备了创新的制造设计和开发工具。
GE设立该先进制作实验室的目的是为了集中该公司的先进制造工程师和工程设计团队，提升从早期设计到制造生产阶段的生产效率。GE正在实施其所谓的”快速工作”方法，其中的设计和生产会根据客户反应而进行快速调整。这种方法来自Plainville的另一家GE实验室——NPI加速器实验室，AML将与该实验室携手，共同使用一个加工车间、生产拆卸区域、组装机器人和制作原型的先进3D打印机。
AML的第一个产品将是Guard Eon, GE称它是最先进的MCCB，其中一部分将由BAXTER负责制造。BAXTER是一款由美国劳工部职业安全与健康管理局所认可的机器人，它能够透过智能感应移动与人类员工一起工作。这个新实验室还将采用具有可编程式和逻辑控制器的4×6英寸“月光”面板，以用于实验性的设计项目。GE电源组件事业部总经理Norm Sowards这样描述这个新实验室：“这就像一个工程师的玩具室。我们的员工对于每天与最新的3D打印机和我们先进的机器人BAXTER一起工作感到非常兴奋。”
在接下来的两年里，该公司计划重振它们的断路器产品组合，并于2015年开始生产GuardEon。为了制造GuardEon, GE正开启在波多黎各Arecibo的卓越断路器中心（COE），该中心将依赖AML为其开发出的制造能力。
机器人加3D打印，或许这就是GE下一代工业制造的标准模式。
（资料来源：模具联盟网）
6.3D打印——明星见面会上最耀眼的新星
说起明星见面会，就会联想到各种明星和狂热的粉丝，见面会上，明星会使出各种招数来宣传新专辑、新影视作品或演唱会等。细数那些频繁出现于明星见面会上的流行元素，时尚而又独特的穿戴一般是最直接的表现。不过最近，却有一股新的流行势力驻入到明星见面会中，那就是明星见面会上的另一个“小明星”——3D人像。
3D人像，一般是由明星经纪公司或者活动赞助商等作为礼品赠送给见面会的明星。之所以把3D人像称作见面会上的“小明星”，其实是因为其形态超级逼真，肉眼看去就像一个缩小版的明星。3D人像被作为礼物的形式出现在明星见面会上已经不是一次两次了，如今，已经有越来越多的明星与3D打印结缘。2014年与明星合作的3D人像非常多，从一开始的华人影帝“廖凡”，到2014年金鹰节送给赵宝刚导演的一套3D打印人像，再到不久前的亚洲天后“蔡依林”，已经不是第一次为明星3D打印人像了。
3D打印人像为什么备受明星们的青睐，除了在打印精度上的超高水准以外，比起杜莎夫人一比一超大版的蜡像，3D人像更接地气，而且人物还原度不比蜡像差。最重要的是，3D人像方便携带，明星们可以用作私人收藏，独具珍藏寓意。例如，记梦馆为金鹰节颁奖礼上定制的明星3D人像，把赵宝刚导演经典剧集中的人物做了个大集合，当颁奖礼上乔振宇赠予赵导这套主演大集合的3D人像时，不止是赵导感慨万分，也引起了现场观众们的共鸣，一时间所有赵导经典剧集的人物都历历在目。可见3D人像不只是一个3D打印产品，更是一个能表达深刻意义的纪念品。
3D打印作为科技感与时尚感并存的一种新技术，虽然一开始出来时不太接地气，甚至一度被怀疑炒作概念，不过从高不可攀的高科技到成为明星们的新宠，它的定制化、高精度、科技感、时尚感等特点已经逐渐凸显出来。尤其是当下3D打印的产品线越来越丰富，不止可以定制超高真实度的3D人像，还能制作各种3D打印礼品。对于追求个性化时尚收藏品的男女老少们，3D打印是非常不错的选择。用3D打印人像作为留念见证，已经不止是明星的专属。
（资料来源：3D沙虫网）
7.欧洲航天局展示如何3D打印月球基地
宇航员到底能不能在未来的某一天在月球上3D打印一个基地？为了寻求这个问题的答案，2013年欧洲航天局（ESA）与知名的建筑事务所Foster+Partners合作，开展了一系列研究。最后的研究结论是：利用月球土壤进行3D打印在原则上是可行的。不过，自那时以来，相关的研究工作仍在继续。
Foster+Partners设计了一座可以容纳4个人的月球基地，该基地能够防范陨石、伽玛射线和高温波动。目前构想的建筑方式，是首先构建一个中空的柱状结构，这样的话可以从柱子内部输送材料到顶部。从柱子顶部展开一个可充气的圆形结构作为屋顶，然后以这个圆顶作为建筑支撑，由可移动的3D打印机使用月球土壤逐层构建，为基地打造一个防护壳，以防止宇宙辐射和微流星体的撞击。
为了以最低限度的“墨水”用量确保足够的强度，防护壳被设计成类似泡沫的中空封闭的蜂窝结构。该结构的几何形状接近我们的天然生物系统。不久，该机构还将研究另一种在月球上进行3D打印的方法，即聚焦太阳光去融化月球的风化层，从而构建出指定的月上建筑。
但是，这种月球3D打印技术究竟如何才能打印出完整的月球基地？欧洲航天局和Foster+Partners公布了一段视频对此作出了回答。他们选择了月球南极沙克尔顿环形山的边缘作为月球基地的位置。欧洲航天局为此解释说，“月球的自转导致太阳光以极低的角度掠过其极点。其结果是沿着沙克尔顿环形山的边缘有一个近乎恒定的“永久光照区”，并且位于永久阴影区域旁边。在这样的地点建立基地能够利用其丰富的太阳能，最大限度避免在月球其它部分的极端冷热交替现象。”
2014年10月，超过350名专家一起来到了欧洲航天局位于荷兰Noordwijk的ESTEC技术中心，参加了为期两天的增材制造空间应用研讨会。该会议的目的就是共同讨论如何应用3D打印技术以改造航天事业的运作方式，而且他们也已经开始准备为此统一标准。
欧空局还展示了一个3D打印的卫星太阳能电池板支架。这是一个钛金属版的原型，被称为Adel'Light，由泰雷兹·阿莱尼亚宇航（Thales Alenia Space）公司制造，是他们现有Adele系统的轻量级版本。这个3D打印的版本比原有的设计质量减少了80%，其前端的螺旋铰链可以作为一个单独的零件一次完成。
“在实践中，我们拥有多次针对地球上的极端气候设计建筑物的经验，而且主要使用本地的、可持续材料以获得环保效果。”Foster+Partners专家建模小组的Xavier De Kestelier说。“我们对于月球居所的设计也遵循类似的逻辑。”
（资料来源：天工社）
8.Organovo正式发布可商用的3D打印人类肝组织
2014年11月18日，领先的3D生物打印技术公司Organovo正式宣布推出商用的3D打印人类肝脏组织exVive 3D TM，以用于临床前的药物发现测试。一开始，客户将可以通过Organovo的合约研究服务项目来得到它。该模型的目的是提供人类特有的数据，以在后面阶段的临床前药物发现中帮助预测肝组织毒性或药物代谢（ADME）结果。
Organovo使用其专有的3D生物打印技术，构建出了功能性的活性肝组织，该肝组织包含了精确和可重复的生物结构（下图为：生物打印的多细胞人类肝脏组织横截面，用苏木精-伊红褪色）。这个过程有点像喷墨打印机，将细胞排列进有20个细胞厚的组织中。exVive 3D组织主要包括了初代人类肝细胞、星形肝细胞和内皮细胞等类型，这些都是天然人类肝组织的组成部分。该组织的功能性和稳定性可至少保留42天，以便于评估药物效果，远远超出了当下标准的2D肝细胞培养系统所能提供的持续时间。
2014年11月16日，Organovo公司研发主任Deb Nguyen博士出席了在波士顿举办的功能分析和筛选技术（FAST）会议。在会上Nguyen博士分享了一些该公司3D打印的exVive 3D人体肝组织的一些突出的功能数据，包括首次证明exVive 3D可用于药物新陈代谢研究，是肝组织供体可复制性研究中的优良供体，并为实现对于药物损伤的两个特定机制研究提供了新的途径。
Organovo证明，exVive 3D肝模型能够制造重要的肝脏蛋白质包括白蛋白、纤维蛋白原和转铁蛋白、合成胆固醇，并能够诱导细胞色素P450酶的活动，包括CYP 1A2和CYP 3A4。该exVive 3D打印肝脏已成功地区分出结构相关的已知有毒化合物和无毒化合物，并且该模型也已成功地用于在某个延长的时间点对于体外代谢产物的检测。重要的是，用户可以使用生物打印的肝组织的结构，收集生化和组织学数据，以便在多个级别观察化合物的反应。
3D打印肝组织的的功能性和耐久性使得研究人员可以横跨生物化学、分子学和生物组织学对于低剂量或可重复剂量的给药方案进行评估。
（资料来源：天工社）
9.美国医生利用3D打印心脏救活先心病婴儿
据外媒报道，利用3D打印技术可以改变人们生活，之前就有许多关于3D打印义肢帮助患者恢复正常生活的报道。纽约长老会医院的埃米尔·巴查博士（Dr.Emile Bacha）医生就讲述了他最近使用3D打印的心脏救活一名2周大婴儿的故事。
报道称，这名婴儿患有先天性心脏缺陷，它会在心脏内部制造“大量的洞”。在过去，这种类型的手术需要停掉心脏，将其打开并进行观察，然后在很短的时间内来决定接下来应该做什么。
但有了3D打印技术之后，巴查医生就可以在手术之前制作出心脏的模型，从而使他的团队可以对其进行检查，然后决定在手术当中到底应该做什么。
“这名婴儿原本需要进行3-4次手术，而现在一次就够了，”Bacha医生说，“这名原本被认为寿命有限的婴儿今后应该可以过上正常的生活。”
巴查医生说，他使用了婴儿的MRI数据和3D打印技术制作了这个心脏模型。整个制作过程共花费了数千美元，不过他预计制作价格会在未来降低。
（资料来源：中新网）
10.EDAG将展示3D打印的超轻概念车Light Cocoon
德国著名的独立汽车设计公司EDAG2014年12月宣布，将在2015年日内瓦车展上推出其Light Cocoon（轻茧）概念车。日内瓦车展是欧洲最重要的汽车展会，每年3月份举行，一向以概念车型、概念型汽车制造技术展示著称。
2014年3月，EDAG就在日内瓦车展上展示了3D打印的概念车EDAG Genesis，这是EDAG轻质结构能力中心打造的。EDAG Genesis采用了类似龟壳的仿生设计，可以起到保护和缓冲的作用。继EDAG Genesis成功之后，EDAG又推出了Light Cocoon以展示自己先进的技术能力。Light Cocoon使用了完整的经过仿生学优化的车辆结构，尤其值得一提的是这辆概念车使用了一种高科技防风雨织物面料作为其外壳面板。这种特殊的面料名为Texapore Softshell，由户外用品厂商Jack Wolfskin提供的，为Light Cocoon提供了理想的防风防雨功能。
EDAG相信轻质化将是在汽车行业未来发展不可分割的一部分。他们的设计师从叶子中汲取灵感，把轻量级外壳做到了极致。“尽管这听起来有点科幻，但我们使用的这种织物材料每平米的重量不超过19克。Jack Wolfskin的材料能够以最小的重量实现最大化的轻量化设计。”EDAG公司CTO Jorg Ohlsen说。
“比较一下你就明白了：这种高强度的面料比标准复印纸轻四倍。”Ohlsen补充说。“与经过拓扑优化和增材制造的结构相结合，它拥有巨大的发展潜力，并能够刺激未来的超轻量制造。”
为了实现仿生结构，EDAG在生产Light Cocoon时使用了增材制造技术。“我们追求可持续发展的目标，而且这也是经过自然的验证的——重量轻、效率高，且无任何浪费。”EDAG的首席设计师Johannes Barckmann说，“结果是：Light Cocoon呈现的是稳定的树枝状结构，这种结构是通过3D打印机制造的，它只使用了绝对必须的材料”。
EDAG试图通过Cocoon证明，它能够制造出一种轻质、高效的汽车。不过该公司并未披露其传动系统和碰撞保护功能，看来这些疑问要等到2015年3月份车展开幕时才能揭晓了。
（资料来源：天工社）