Porsche保時捷 3D列印跑車專用活塞

3D列印現已被保時捷運用於打造原型車架構及經典車款備用零件等製程技術,就結果而言這項科技所生產的活塞,在重量上較傳統鍛造而成的活塞輕百分之十。此外,活塞上蓋處設置一處封閉式的冷卻通道,此為傳統工法製造所無法達成的創新技術。

保時捷911 GT2 RS的活塞零件採高純度金屬粉末結合雷射金屬熔合(LMF)工法製成,雷射光束會加熱、熔化金屬粉末表面,使其形成相對應的零件輪廓。此工法項目由保時捷與兩大合作研發夥伴Mahle與Trumpf共同發起;此外,由Zeiss所提供的精密量測技術也完美印證了以積層式製程所產出的零件,同樣擁有絕佳的品質與效能。

此外,保時捷經典車部門同樣使用此工法再造塑料、鋼與合金等現今無法用一般手法製造的備用零件;以959車款為例,裝配在變速箱內的離合器釋放桿便是由3D列印機製作。截至目前為止,共計約20項保時捷經典車的專屬零件是由此工法打造;而這項科技無論是在技術或經濟等面向,對保時捷的特殊、小型車款乃至於賽車運動項目都有極大的應用可能性。因此,3D列印技術為保時捷在產品與造車工藝上提供巨大發展潛力,而這也將在未來讓消費者更加深刻體驗保時捷迷人且個性化的跑車魅力。

記者鍾釗榛/綜合報導

記者鍾釗榛/綜合報導

Posted on September 15, 2020 .

飲食新革命!以色列初創企業用3D列印技術製作人造肉

攝影師:CORINNA KERN /彭博社

攝影師:CORINNA KERN /彭博社

目前畜牧業會造成過量的二氧化碳,外加農地改革、河川及海洋污染,公共健康和動物福利等影響,都是促成人造肉趨勢的原因之一,許多企業正進行人造肉的開發,因此人們期望人造肉能夠取代真正的肉品來解決諸多議題,根據研究顯示,到2040年左右,會有60%以植物蛋白質製成的肉取代真正的肉品。除了味道、口感、顏色和價格外,如何能做到和真的肉品相似,才是最重要的因素。

以色利初創企業Redefine Meat正在使用獨特的3D列印技術,搭配可食用的「墨水」來製造植物成份的「牛排」,目前此項技術也正申請專利中。

不過一旦技術到達門檻,食品公司可能需要使用更快的3D列印機來克服障礙,通常用於食品擠壓的列印機可能會受到噴嘴速度的限制,Redefine Meat的列印機,目前的假牛排速度王,可以在一小時內交付五塊7盎司的牛排,該公司希望到2020年底將這項技術開始銷售時,將速度提高到22磅。

出處: www.redefinemeat.com

出處: www.redefinemeat.com

消費者獲得的好處是在食用肉的來源方面將享有更多的選擇餘地,包括動物性,植物性,真菌性以及未來來自養殖肉的產品。人類消化系統中的激素、膽固醇和與動物相關的病原體將會減少,這將對我們的生活產生極大的正面影響。

Posted on July 21, 2020 .

國內首例!北市動物園運用3D列印技術幫國王企鵝穿上防水鞋

北市動物園的動物明星—國王企鵝「美壯」和「美乖」近日因腳長趾瘤需要治療,園區的獸醫師幫牠們安排了用3D列印製作的企鵝防水鞋,功用是讓企鵝能夠保持傷口乾燥,避免沾染地上的水或糞尿受感染。

要用3D列印出客製化的物件一開始需要先掃描企鵝腳形,再用固化樹脂作為企鵝腳的3D模型,1個約費時2小時;列印完成後,先用刮刀將模型從平台上鏟下來,浸泡在酒精中,再放入超音波清洗機洗掉殘留的樹脂,用高壓空氣吹乾,再用酒精洗1次,最後照紫外光固化完成。

另外觀察企鵝本身的生活習慣也非常重要,例如企鵝站著休息時,腳掌會往上翹,僅用腳底最厚的那塊肉墊支撐身體,還有牠們腳尖的指甲很銳利也必須納入考量,必須依企鵝腳3D列印模型設想企鵝走路時腳觸地的區塊,鞋底用液態橡膠防滑;其他鞋面材料則是類似潛水衣的防水、耐磨布料,內層再塗上液態防水膠,鞋面和鞋底間用鉤織方法縫合(盲縫),而不用一般針線穿透縫合,避免滲水。至於鞋上收口處,則用有彈性的材料防水。這些細節都須透過3D掃描與列印技術如實還原,才能讓薛長興集團徹底了解國王企鵝,客製出完全符合需求的鞋子。

隨著3D列印技術日益發達,應用在各領域的實際案例也不斷增加,往後不管是人類甚至是動植物,若能夠靠3D列印技術解決問題並獲得更好的生理體驗,將會是一大福音。

出處: 109年7月5日。首例!搶救企鵝傷兵靠「3D鞋」。蘋果日報。

出處: 109年7月5日。首例!搶救企鵝傷兵靠「3D鞋」。蘋果日報。

Posted on July 7, 2020 .

日本大型玩具供應商「萬代」合作推出「魯夫造型口罩固定夾」

今年受到疫情影響,大家都必須戴著口罩防止病毒傳播,日本大型玩具供應商「萬代」與替「ONE PIECE」製作角色模型的工作室「ZERO STUDIO」和 設計公司「HONNOW」開發了模仿魯夫造型的「口罩固定夾」,讓民眾每天帶著口罩也不會造成耳背受到壓迫而破皮腫痛,不管是穿戴者或是身旁的人都能獲得歡樂!

更棒的是,萬代讓民眾在限時時間內可以免費下載3D檔案,只要用3D光固化機器列印出來,不管大人或孩子都能輕鬆防疫!

下載網址分享:https://pse.is/TG4F9

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Posted on July 2, 2020 .

揭密!莫文蔚演唱會「Elsa服」 3D列印花40萬

資料來源: https://tw.news.yahoo.com/揭密-莫文蔚演唱會-elsa服-3d列印花40萬-124146936.html

莫文蔚最後一次大型巡演,為了給歌迷最大的驚喜,花了將近40萬元,打造一件「巔峰之衣」,全用3D列印,完全沒有布料,加上燈泡和光纖折射,整套閃亮亮,登場宛如Elsa公主,而幕後功臣是造型師好友Roger,帶您一探究竟。

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舞台LED背景打造一片星海,站在中央的莫文蔚也融入其中,身上衣服竟也然能配合,發出光芒。

從浩瀚星空換成海底世界,LED背景出現各種海底生物,莫文蔚的衣服也配合著旋律閃爍,智慧型的舞台造型,全球只有這麼一件,揭密製作過程,原來是靠3D列印打造而成,完全沒有布料。

造型師Roger:「全部都是手工,大概都是3、4個不同的賽璐璐片去燒。」

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就因為莫文蔚一句話,Roger絞盡腦汁,和行動裝置藝術家李霽聯手,利用各種會折光的素材,耗時半年完工。全透明的外型,像是Elsa的公主禮服,但裙子裏頭暗藏機關。

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造型師Roger:「燈的線路板一個是小電腦,然後一個是電池,全部串聯一起以後要寫程式,所以必須莫文蔚自己在台上控。」

裙子旁邊藏著小開關,靠莫文蔚手動控制。這套造型還會寄到上海演出,特別訂製超大箱子運送,就怕傷到衣服,也看得出來莫文蔚對演唱會造型的用心。

改造橄欖球服,鉚釘造型墊肩,穿上透膚連身衣,還有銀色斗篷,腹肌若隱若現,也有只穿全白長襯衫,盡露美腿,莫文蔚造型,性感又不失霸氣,最後一次大型巡演,滿滿驚喜。





Posted on January 16, 2020 .

全3D列印機車問世! 全車只有60公斤重

https://fnc.ebc.net.tw/FncNews/video/64270?from=yahoo

全球第一台3D列印的電動摩托車發表!全車由15個3D列印組件組成,連輪胎都可以列印,重量只有60公斤,汽車廠福特也宣布砸下4500萬美元,在廠房設置23台3D列印機,列印生產剎車零組件。

跨上酷黑的摩托車在地面馳騁,這是世界第一台用3D列印出來的電動摩托NERA,全車由15個3D列印組件組成,重量只有60公斤。BigRep開發經理克羅伊茨貝格:「因為真正創新的是3D,壓力相對很大,實際上這種車身的設計空間,可以在電腦使用三維測量電線、空氣管等,在這12週的發展是一個重大挑戰。」

▲無氧輪胎。(圖/BigRep GmbH)

▲無氧輪胎。(圖/BigRep GmbH)

網格狀的輪胎飛快轉動,連輪框都捨棄傳統橡膠材質,改採更具柔韌性的無氧輪胎,以利列印。紅色汽車發出低沉嘶吼,一樣發展3D列印的還有福特汽車,近日在新廠房砸下4500萬美元,設置23台3D列印機,來生產剎車零組件。

Ultimaker工程師Raphael Koch:「對於福特汽車,我們能夠實施50多種印刷工具,用於大批生產,這當然影響成本,因為如果把3D列印機與傳統製造工具比較,我們可以輕鬆為每個組件省下1000歐元。」

而這款有3D列印加持的汽車,將搭載V8機械增壓引擎,最大馬力突破700匹,看來車廠要打天下,3D列印扮演舉足輕重的地位。







Posted on December 24, 2019 .

最狂仿冒品!工程師爸為11歲兒3D列印打造「1:1藍寶堅尼」

美國11歲的巴克斯(Xander Backus)常常在家玩XBOX,非常熱愛遊戲裡一款跑車藍寶堅尼「Aventador」,但現實中的藍寶堅尼卻要價台幣2700萬,非一般人能負擔。 巴克斯的父親為了圓兒子的夢,決定替他打造一款可以駕駛的「1:1超狂仿冒車Lamborghini Aventador」。

據UPI報導,身為工程師的父親斯特林(Sterling Backus)決定開始這項艱難的挑戰後,先是找來一輛模型車做為參考範本,並使用3D列印製作了整個Lamborghini Aventador的外型,但由於3D列印的塑料不夠堅固,因此他還將碳纖維包覆在零件上,接著再並用環氧樹脂覆蓋,防止車子在陽光底下融化。

斯特林幫兒子圓夢,打造一輛藍寶堅尼。(圖/翻攝自/Facebook/lasersterling)

斯特林幫兒子圓夢,打造一輛藍寶堅尼。(圖/翻攝自/Facebook/lasersterling)

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斯特林表示,單單前輪煞車的散熱口就花了整整52小時才完成,其他小組件還包括了前後車燈指揮燈、Lamborghini Aventador所配備的鐮刀式車門等,都是在YouTube裡尋找教學影片邊學邊做。目前這輛「仿冒車」也已經裝入了引擎以及變速箱,是一輛可以實動的車。

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雖然斯特林並沒有詳細公布該車的引擎規格,但從他發布至YouTube的試駕影片中可以得知,這輛車一定搭配了不簡單的動力配置,因為在斯特林發動車輛後,後方的排氣管發出了非常渾厚的聲浪。報導中指出,這輛車將於明年正式完工,斯特林也預計將於春天便可以開著這輛「自製跑車」載兒子上學。

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3D列印零件,Nissan純電概念車Aryia登場

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isCar!在純電動力的領域上,Nissan其實切入市場的時間算早,所推出的第一款電動車Leaf也確實在全球市場都獲得了不錯的成績。不過隨著投入的競爭者逐漸增加,技術與產品力也持續提升,Nissan卻沒有相對應的快速進步,反而被迎頭趕上漸漸落於下風。


但是Nissan仍然對發展電動車充滿信心,在本屆東京車展上,便推出了一款名為Ariya的電動概念車,搭載新世代尖端科技,暗示未來Nissan Intelligent Mobility智行科技的發展方向。

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Ariya採用品牌V-Motion設計語言,但明顯較為激進而且大膽,不過在整體造型上仍可以看到一些趨近量產車的實際考量。車頭水箱護罩的位置採用封閉式3D列印零件取代,內藏多組雷達以及感應器,頭燈組細長且向兩側延伸,搭配下方日行燈在夜間形成搶眼圖案。另外21吋輪圈、雙色車頂、B柱後流暢低扁的線條、類似尾翼般的車尾設計,都能讓人直觀判斷這是一輛充滿運動氣息的跨界跑旅。

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內裝鋪陳採用極簡風格,大量灰色調搭配木紋裝飾,讓車內散發出一種沉靜且平穩的氣氛。Ariya取消了所有實體按鍵,全部改為觸控操作,搭配連接在一起的數位儀表和中控台螢幕,處處有著濃厚科技風格。而且從內裝來看,Aryia的完成度的確很高,根據Nissan的說法,這款概念車之後應該會有量產計畫,而且可能不需要等待太久。

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Ariya所搭載的Nissan Intelligent Mobility技術,能與使用者的手機連結,實現無縫接軌的數位生活。系統會辨識駕駛手機並自動開門、調整座位,甚至是空調偏好。也能透過手機設定導航目的與路徑,而且不會因為中途臨時下車而中斷,甚至是遙控停車也都能實現。

3D列印的應用越來越生活化,未來生活汽車產業將會有更多的應用,甚至可以列印一台完整的汽車喔!

3D列印車,未來趨勢,未來生活!

Posted on November 5, 2019 .

蛋糕不只是蛋糕 3D列印蛋糕 顛覆傳統想像

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蛋糕常見的形狀不外乎圓柱體、長方形或方形。但來自烏克蘭的凱絲坷(Dinara Kasko)正仰賴演算法、電腦繪圖,以及3D列印技術,希望打破人們對蛋糕幾何形狀的想像。

凱絲坷創作出具備摺紙風格、外觀稜角分明、或是切片後精密堆疊成金字塔等別出心裁的蛋糕,這些甜點也在社群媒體Instagram引發網友注目,追隨者超過63萬人。凱絲坷的蛋糕不只外觀迷人,也很美味,如今更首度進軍美國。

波士頓Jonquils咖啡甜點店將提供八種「凱絲坷」系列商品,包括一款由櫻桃堆疊而成,裡面有巧克力慕斯夾層、糖漬櫻桃醬的蛋糕,以及上面灑有酥脆餅乾的巧克力海綿蛋糕、立體藝術風格的蘋果蛋糕,還有一款洋薊形狀的素食蛋糕,以香蕉、芒果、萊姆、荔枝、百香果、椰子海綿蛋糕及柳橙慕斯等材料打造而成。

凱絲柯會先在烏克蘭的工作室完成設計、印出蛋糕模具,並寫下食譜,再交由波士頓現場的烘焙師傅完成。她6月時造訪波士頓時,認可合作成果,也對上門的顧客一臉疑惑的表情感到滿意。她說:「他們會問服務生,這是蛋糕嗎?真的蛋糕?不是塑膠?我的主要目標就是帶給人們驚喜。」

凱絲坷並非一開始就是跳脫傳統格局思考的烘焙師。她起初是接受成為建築師,後來從事3D視覺設計,把烘焙當成興趣。她在2013年更創作出一款以葡萄乾點綴的義式脆餅,讓烘焙有了不再只是興趣的可能性。

六個月後,她以異國風情水果及巧克力堆疊成的甜筒狀糕點,贏得線上烘焙大賽。凱絲柯說:「我是設計師,我希望創造出能凸顯我的風格與想法的作品。」

她在以模型建構軟體設計一款金字塔形狀的蛋糕,並決定著手製作時,蛋糕事業獲得一大突破。為了把圖像做成模具,她先用木頭製作模具原型,卻未能成功。她之後上網搜尋「3D列印機」時,發現一位烏克蘭人會手製模型。這名烏克蘭人先印出金字塔形狀,凱絲坷再用矽製作出外型,再填滿模具。

凱絲坷說,她看到從模具取出來的蛋糕成品時,就明白「現在我能隨心所欲(做蛋糕)了」。此後,她陸續推出了看起來像上升中的泡泡、堆疊球體、波浪等造型的蛋糕。

凱絲坷會先有個想法,再以具磁性的流體建模,再3D列印出模具。接著,相較於多數烘焙師會堆疊材料做成蛋糕後冷凍,她會把諸多材料與蛋糕放入模具塑形。


Posted on October 16, 2019 .

破金氏紀錄全球最大 72小時印出3D列印船

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全球最大型3D列印機和有史以來體積最大的列印物體、最大的列印船,2019年10日在緬因大學公開亮相,並向世人證明:這艘列印船真的可以在水上航行。

在緬因大學高級結構與複合材料中心列印出來的這艘船,長25呎,重5000磅,被命名為3Dirigo;Dirigo是緬因州的拉丁文座右銘,意義是「我領導」(I Lead)。

複合材料中心創始總監哈比卜·達格(Habib Dagher)表示,這個例子顯示大型印列機可以創建出更大原型,以協助企業進行產品開發;「這種新型列印機可以用更快的速度製作出原型,也讓我們可以更快發明和創新。」

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3Dirigo列印船揭幕及下水典禮在歐羅諾(Orono)舉行,共有250多位企業界、軍事和政府代表參加。緬因州聯邦參議員蘇珊·柯林斯(Susan Collins)砸碎香檳,為該船命名。隨後,她和參議員金恩(Angus King)登船。列印船展示在緬因大學海洋模擬展示場W2 Wave-Wind盆地,展示場看來就像是巨大的室內游泳池。

與此同時,列印出這艘船的全球最大型列印機也在場展示。該列印機長70呎,未來將擴展為100呎。緬因大學與田納西州橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory)正合作進行列印機計劃。

3D列印機每小時可以吞下500磅塑料聚合物顆粒,確定可以當做巡邏船展示使用。但緬因大學希望做得更好。

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達格表示,該校與橡樹嶺實驗室(Oak Ridge lab)合作進行的一項2000萬元研究,將致力於使用以纖維素材料增強的生物基礎熱塑性塑膠,製造出更堅固耐用且可回收的3D列印材料。如果計劃順利,列印機將能快速生產出船模或水泥桶之類的物品,並可回收再利用。

緬因州技術學院(Maine Technology Institute)也提供緬因大學複合材料中心50萬元資金,以協助緬因州造船廠探索大型3D列印可以如何為企業提供競爭優勢。

這艘船是在72小時不間斷印刷過程中一體成形製成,生產成本約40000元。

緬因大學指出,金氏世界紀錄已證實,10日展出的是全球最大的原型聚合物3D打印機,世界上最大的3D列印船和最大的3D列印物體。

Posted on October 15, 2019 .

新加坡將採3D列印打造公共住宅構件 為建築設計開啟新篇章

為了提升建築業生產率、減少對勞動力的依賴並降低人為失誤率,新加坡建屋發展局(HDB)近期宣布,已著手展開一項採用3D列印技術建造住宅社區小型構件的專案,針對部分選定的景觀家具和建築細節如長凳、亭子或藝術品進行3D列印技術的相關測試。

據海峽時報(The Straits Times)報導,HDB近期在一場新聞發布會上表示,3D列印技術的採用不僅可望提高建築速度、降低生產成本與對勞動力的依賴性,在非傳統設計層面上還可較傳統的預製方法擁有更高的可塑性。

位於新加坡Woodlands的HDB建築研究中心(HDB Centre of Building Research)如今已正在進行一項3D混凝土列印的測試。據悉,該中心擁有一台號稱東南亞最大的3D印表機,能夠製造出長9公尺、寬3.5公尺、高3.8公尺的組件。

事實上,該中心已於2019年8月成功地在13個小時內列印出了一間長寬高約為3.6公尺、3公尺及2.75公尺的房間,其3D印表機的安裝成本則約達90萬美元。

HDB高管Heru Soedarsono表示,3D混凝土列印技術的應用已為建築的未來開闢了嶄新且令人引頸期待的可能性,不僅能使建築師和設計師在設計方面擁有更大的自由發揮空間及更高的靈活性,整個印刷過程的高度自動化也有益於減少對勞動力的依賴性和人為失誤性。

舉例來說,HDB在整間列印房間的建造過程中只花費了約6天的時間;相較之下,傳統的預製生產方法則須耗費約2個多月,這還不包括設計模具及製作預製模具的時間在內。

HDB首先會在星國的Tengah和Bidadari住宅區專案中採用3D列印技術製作一些景觀物件,例如訂製的3D藝術品面板、外牆的雨幕、主題區的家具和區域亭子等等。其中,Bidadari專案預計將於2022年前完工,而Tengah專案所開發的首個住宅社區則預計將於2023年前完工。

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新加坡國家發展部(MND)部長Lawrence Wong表示,儘管目前所使用的3D印表機成本頗高,但隨著時間的推移,機台的成本也將能逐漸遞減,這點可望能改變未來建築產業的生存遊戲規則。另外,與2010年相較,HBD的生產率已提高了17.8%;到了2020年,HBD所設定的25%目標將有望能達成。

儘管如此,使用3D列印技術建造高樓層的公寓或住宅是否能真正在未來獲得實現,恐怕還需要更進一步的研究與調整,例如專家仍須進一步研究才能確定3D列印元件的結構完整性是否能長期適用於新加坡的氣候條件。

HDB表示,由於3D列印的相關應用仍然處於早期發展階段,因此未來該機構仍相持續與業內專家攜手合作,共同探索該項技術應用於住房與建築產業的潛力。

 
Posted on October 5, 2019 .

3D列印器官技術向前邁步 接近商業化不遠囉!

以活體細胞來3D列印血管組織在最近取得一些新進展,這標示著最終有可能以小樣本的細胞來製造器官。

生物列印技術已可印出模擬人類肺部功能的氣囊模型

據Techcrunch報導,Prellis Biologics在2019年8月宣布新一輪870萬美元的融資。另一家名為Volumeric Biologics的公司立基於一系列不同大學的研究,在2019年初也公開了自己顯著的研究成果。

Prellis執行長Melanie Matheu表示,公司融資成功將加速商業化時程,包括對研究機構銷售其血管組織結構、預期對血管化的皮膚移植物的提供、胰島素製造的細胞、由病患組織製造的血管分流。Matheu認為由患者自身細胞製造的血管分流應該會增加手術成功機率,Prellis的治療方案可提高等待腎臟病患的生活品質和壽命。

由Rice大學生物工程師Jordan Miller和華盛頓大學(University of Washington)Kelly Stevens所帶領多個大學研究人員組成的研究團隊共同開發了一個模擬人類肺部功能的氣囊模型,可將氧氣輸送到周圍的血管,模擬人類通道創造出血管血管網路。

由Rice大學生物工程師Jordan Miller所帶領多個大學研究人員組成的研究團隊共同開發了一個模擬人類肺部功能的氣囊模型。Rice University

由Rice大學生物工程師Jordan Miller所帶領多個大學研究人員組成的研究團隊共同開發了一個模擬人類肺部功能的氣囊模型。Rice University

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Miller指出,打造功能性組織替代物最大的障礙是團隊無列印出複雜的血管,這些血管必須為稠密的組織提供營養。另外,人類器官實際上包含了獨立的血管組織,例如肺部氣道和血管,肝臟的膽管和血管,這些相互滲透的網路在物理上和生物上的糾纏。團隊是首個以全面方式解決多重血管挑戰的生物列印技術。

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Miller啟動了一家名為Volumetric Bio的新創來商業化其研究,希望銷售其生物列印機、材料和試劑來實現技術商業化。Miller團隊開發的技術使用了對光有反應的光反應器(photoreactor)化學物,讓液體凝固的特定區域可以沖洗掉。問題是這些化學物的大部分被發現會致癌。Miller團隊卻在超市找到傳統光反應物的替代品,一種常用於烘培的食物染料。

此外,Prellis除了獲得資金的進展,該公司也宣布成功將腫瘤(tumors)植入使用該公司血管支架的動物試驗體的體內。這些試驗的目標市場是藥物發現,在藥物試驗中,對動物的試驗可證明新療法的有效。

而列印的結構是一種活細胞和水凝膠(hydrogels)的組合,列印結構提供了一種支架(scaffolding),讓動物的細胞可在上建立。Prellis只使用了20萬個細胞就能將腫瘤移植到動物身上,遠低於一般腫瘤研究。該公司指出,在8周內研究人員發現在移植的結構中有多達50微米的分支血管,這顯示動物體內的血管系統已經將支架納入為自身的循環系統。

Prellis事實上是以血管支架來推銷他們的3D列印生物製劑(biologics)。該公司最終目標是完全的可移植3D列印器官,從腎臟開始,該公司將在今年進行大型動物器官移植研究。

再生醫學在近年取得巨大進步,然而要創造器官,需要建立更高層次的結構例如血管系統。Prellis的技術為設計更大的組織提供了所需的支架。

受熱狗堡啟發!中科院上海矽酸鹽研究所用3D列印支架,幫兔子修復受損骨骼

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中科院上海矽酸鹽研究所的團隊受到受歡迎的速食-熱狗激發靈感,研究出條狀麵包+肉腸相似結構的生物陶瓷材料,讓人工骨骼與骨骼修復工程的技術有了相當大的進展。

人類的身體就像台精密的生物儀器,體內的組織與器官構造不容易被仿造。隨著3D列印(積層製造)技術發展,「仿人體研究」的侷限不斷突破,以臨床醫學內科的骨骼修復工法來說,該技術攸關人工骨骼材料的革新。

本月初,有研發團隊聲稱受到風靡全球的速食啟發,打造出「熱狗般」(Hot Dog-Like)仿生材料的結構,這項成果使得人造骨頭的支架有更好的人體適應與修復效果。

在骨骼系統的疾病與創傷治療當中,修復重大骨骼的缺損一直是現代醫學的重大挑戰,植入骨骼支架是目前最常見的修復方法。3D列印技術幫助了修復工程得以運用可分解材料製作生物支架(bioscaffold),簡化了生產時間並減少人工骨頭對使用者的副作用。

不過,除了材料的考量,還得完美仿造出原生骨骼的多層結構,這些複雜的骨質結構發揮「傳送」與「儲存」營養的作用,這也是無法用硬度極高的金屬置入體內取代人骨的原因之一。

結合3D列印技術與冷凍澆注工法,實現具備對齊的層狀微結構的類熱狗骨骼支架(HD-AKT)。Advanced Science

結合3D列印技術與冷凍澆注工法,實現具備對齊的層狀微結構的類熱狗骨骼支架(HD-AKT)。

Advanced Science

隸屬中國科學院的上海矽酸鹽研究所(SICCAS)受到熱狗的結構啟發,於《先進科學》雙周刊發表使用3D列印的直寫成形術(DIW)與雙向冷凍澆注法(bidirectional freezing process)打造的「類熱狗生物材料」支架。

與以往的3D列印多孔型支架(porous scaffold)不同,傳統多孔支架至多能做到大小不一的孔洞,用來幫助骨細胞生長,分布不一的孔洞卻無法形成連續孔道結構進一步幫助循環。

 SICCAS的類熱狗生物材料(簡稱H-AKT)支架,究竟跟自歐美發跡的食物「熱狗」關聯為何?

具體而言,該支架以孔徑約1毫米的中空生物材料陶瓷管作為主體(模仿熱狗的條狀麵包),嵌入直徑小於500微米(μm)的條狀生物陶瓷棒(模仿熱狗的肉腸),這些「肉腸」由直徑約30微米的微孔均勻排列而成,構築一層層的連續孔洞構造。

調整骨骼支架中類熱狗生物調料的比例(從20%到50%),獲得不同結構的熱狗樣支架,分別以HD-20AKT,HD-30AKT,HD-40AKT和HD-50AKT命名。Advanced Science

調整骨骼支架中類熱狗生物調料的比例(從20%到50%),獲得不同結構的熱狗樣支架,分別以HD-20AKT,HD-30AKT,HD-40AKT和HD-50AKT命名。

Advanced Science

類熱狗支架分層結構,有效改善骨細胞生物活性

研究指出,熱狗狀的生物陶瓷支架,微米/奈米大小的分層結構對生物材料的屬性有著很大的影響,生物的骨骼就是保有自然的分層結構,足以讓組織細胞運輸和儲存營養物質。

在SICCAS為期8週的效果測試,HD-AKT被植入實驗用兔的體內,判斷其是否能有效修補兔子缺損的股骨;結果該生物陶瓷不但沒有引起發炎反應,新形成的骨骼細胞在「熱狗支架」的層狀孔道(hierarchical rods)長成新的骨組織,證明了該支架有助骨細胞增生與分化(differentiation)。

植入類熱狗骨頭支架的兔骨有良好的生物活性,在3D顯微鏡圖像中,綠、紅和白色分別代表新骨、支架和主骨。2D圖像中新形成的骨骼(紅色)長成類熱狗支架的層狀微結構(綠色箭頭)。Advanced Science

植入類熱狗骨頭支架的兔骨有良好的生物活性,在3D顯微鏡圖像中,綠、紅和白色分別代表新骨、支架和主骨。2D圖像中新形成的骨骼(紅色)長成類熱狗支架的層狀微結構(綠色箭頭)。

Advanced Science

此外,如同熱狗結合麵包與肉腸提供人們能量和營養,經過測試,HD-AKT藉由模仿熱狗的實際分層結構,強化了兔骨隨細胞的藥物與蛋白質傳遞,成功改善人工骨骼支架傳遞營養物質的潛力。

SICCAS的研究表明,類熱狗生物材料,在生物組織工程、再生醫學與藥物投用領域都有良好的的應用前景。或許人們身旁不起眼的事物,都有可能成為某項創造性工作的靈感來源。

 

 





3D列印豐富COSPLAY! 玩家細緻重現《魔獸世界》「埃辛諾斯戰刃」

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Willow 是一位擅於使用 3D 列印製作各種 Cosplay 道具的創作者,在過去便時常打造《寶可夢》以及《Runescape》等遊戲相關的道具而獲得了玩家的關注度,其中 Blizzard 旗下的作品也時常是他的挑戰目標。近期該位創作者成了推特上的熱門焦點,因為他打造出了一個接近完美重現等級的《魔獸世界》「埃辛諾斯戰刃」。

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 除了相當高的外型重現度外,刀刃整體的細緻度也算是相當高,而其中最令人驚艷的便是其運用了 LED 燈所帶來的效果,啟動的狀態下已算是相當帥氣,但 Willow 也在其刀刃啟動 LED 燈的過程下了些工夫,讓人確實感受到戰刃充能準備戰鬥的氣勢。

Willow 除了埃辛諾斯戰刃外,也有嘗試其他的戰刃造型創作,各位若對於他的 Cosplay 道具製作有興趣也可制其個人推特查看更多相關創作,而他也有開放接受訂製道具的服務,玩家若也有想要實際握到手的《魔獸世界》神兵利器也可向其提出訂製需求。

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中美合作 「打印」永久磁性液態磁鐵

中美兩國科研人員採用全液相3D打印技術,製備出一種新型磁性液滴,既具有液體的流動性又具有永久磁性,為研製柔性電子、可靶向輸送藥物的磁控液體機器人等提供了新途徑。

在納米級層面,傳統的鐵磁流體本身不存在磁極,只有在外加磁場作用下被持續磁化才能表現出特定磁性。但發表在最新一期美國《科學》雜誌上的研究顯示,這種新的磁性液滴材料不需要外加磁場就能表現得像一塊固體磁鐵,且看起來仍然像液體一樣。

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北京化工大學和馬薩諸塞大學阿默斯特分校、美國能源部下屬勞倫斯伯克利國家實驗室等機構研究人員採用全液相3D打印技術,「打印」出直徑約1毫米的鐵磁流體液滴。

磁力測定顯示,大約10億個納米顆粒「擠在一起」,它們在磁性線圈的激發下表現出磁性。這些外部的納米顆粒將磁性定向傳遞到液滴核心的納米顆粒上,使整個液滴具有了永久磁性。

研究人員利用全液相3D打印和微流控成型技術,可以製造出任意形狀的磁性液滴;將它們分成更小的液滴後,仍然可保持磁性;已成型液體還可通過改變酸鹼環境實現可逆磁化或消磁。

由於其特殊的物理性質,鐵磁流體目前應用在電子設備、醫療器械,機械工程和材料科學研究中。這種新型鐵磁液滴未來有望應用在更多場景中,例如可在人體內靶向輸送藥物的磁控機器人、可操控的液態微反應器等。

藝術家採集地上菸蒂的DNA用3D列印還原亂丟菸蒂人的長相

3000年古文物遭伊斯蘭國破壞 Google用3D印刷技術重建「摩蘇爾獅子」雕像

2014年,恐怖組織「伊斯蘭國」攻佔伊拉克北部大城摩蘇爾,包括3000年歷史的「摩蘇爾獅子」石雕在內的許多古文物,全慘遭破壞殆盡,不過伊斯蘭國2017年被徹底驅離,摩蘇爾正在重新復原,而谷歌3日宣布與英格蘭遺產委員會及帝國戰爭博物館合作,利用現代3D列印技術複製「摩蘇爾獅子」雕像,成品將在英國倫敦帝國戰爭博物館5日開幕的「戰火下的文物」特展展出。

3000年古文物遭IS摧毀 靠3D列印技術重現

谷歌(Google)利用過往遊客在伊拉克摩蘇爾博物館(Mosul Museum)所拍攝的照片,用3D列印技術還原「摩蘇爾獅子」(Lion of Mosul)石像,該雕像原是3000年前伊什塔爾神廟(Temple of Ishtar)裡的巨大石雕,而博物館2014年遭受伊斯蘭國(IS)戰火侵襲,石像慘遭毀損,現在透過3D列印技術,還原成約一條吐司大小的複製品,咆哮的石獅形象,象徵文物精神不滅的吶喊。

帝國戰爭博物館(Imperial War Museum)展出3D列印複製品「摩蘇爾獅子」。(AP)

帝國戰爭博物館(Imperial War Museum)展出3D列印複製品「摩蘇爾獅子」。(AP)

複製的「摩蘇爾獅子」雕像將在英國帝國戰爭博物館(Imperial War Museum)舉辦的「戰火下的文物」(Culture Under Attack)特展中展出,此展覽也展現人類維護古蹟文化的決心。Google藝文產品經理兼數位考古學家柯漢諾(Chance Coughenour)表示:「此次展覽見證了科技的潛力,不僅可用於保存古蹟文化,也可從一個創新的角度,講述人類的歷史文明。」

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戰爭造成文明浩劫 博物館長:人類意識到嚴重性

「文明的破壞常伴隨著戰爭而來,其中一個很重要的原因是征服者認為,破壞當地文明意味『成功征服此地,掌控這個區域』」,帝國戰爭博物館館長阿加爾(Paris Agar)稱,「因為文化對人類來說太重要了,因此文化的傾軋成了征服者吹響勝利號角的工具」。不過阿加爾也說:「近年來人類已經意識到戰爭總是帶來破壞,並且正在試圖阻止它。」

英國倫敦帝國博物館舉辦「戰火下的文物」特展。(AP)

英國倫敦帝國博物館舉辦「戰火下的文物」特展。(AP)

此次展覽紀錄百年來經歷的文明破壞,從一戰期間德軍破壞比利時魯汶(Louvain)的大學和圖書館,到1992年波士尼亞戰爭(Bosnian war)時期轟炸塞拉耶佛國立大學圖書館,呈現所有文明慘遭破壞的歷史。

此外,1940年被德軍轟毀的英國考文垂大教堂(Coventry Cathedral)和1945年盟軍轟炸的德勒斯登聖母教堂(Dresdner Frauenkirche),之後都以創新方式重現不同於德勒斯登聖母教堂一磚一瓦重建,考文垂教堂是在遺址旁邊新建現代化教堂。文明的破壞與戰爭歷史息息相關,全球各角落現今仍有許多戰亂衝突,但許多國家的軍隊已經意識到戰爭帶來的文明浩劫,像是英國軍隊就成立文化財產保護小組(Cultural Property Protection Unit),致力於阻止戰爭的掠奪及破壞。

「戰火下的文物」展覽自7月5日開幕,展至2019年1月5日,且免費開放參觀。

3D列印結合AI情境分析 智慧助聽器巧妙融智慧家庭

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目前歐洲助聽器市場70%都販售現成品,對此虹韻助聽器總經理王安表示,台灣60%的助聽器多是標準化模組,不過虹韻現在已有推出3D列印客製化助聽器,並表示除了加載AI軟體以外,現在科技助聽器還能夠提供定位與資料記錄的功能,藍牙功能也更方便用戶連結智慧型手機、藍牙視聽設備、甚至智慧音箱的使用,未來將會努力營造產業生態,積極滿足台灣80萬聽力輔具需求缺口。

智慧輔具3D列印

積極推廣助聽器選配的王安表示,先經過掃描與確定使用者的耳型後,透過3D光固化列印技術,現在每個小時大約可以列印6至8顆客製化助聽器。此外,王安也說助聽器的智慧化應用已經越來越多,不僅可以與智慧居家的視聽設備相連,跨國廠牌也已在助聽器當中加載AI軟體,偵測場域進而調整全方向、窄、超窄等收音方向的自動轉換功能。

資料記錄功能

現在的智慧助聽器也有自動調整音量的功能。王安舉例,如果使用者今天將音量調整為10,隔天系統會自動調回5,讓使用者不會因為單次的收音需求,而造成長期的聽力負擔。

此外,助聽器加入藍牙連結的功能,能讓使用者在家中使用時,能夠與智慧型手機、身旁藍牙視聽裝置連結,不僅省去更換耳機或是其它設備的麻煩,同時也能夠因為助聽器就是平常使用的客製化設備,而得到更融入生活的應用效果。

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全台聽力輔具需求缺口

全球65歲以上的民眾,近1/3有聽力損傷的問題,而台灣65歲以上民眾約莫有313萬9,397人,因此王安推估台灣擁有100萬名高齡長者有配戴助聽器的需求。此外,根據近年來,每年助聽器約莫6萬台的進口數據,王安推估,即便選配市場供需平衡,現在台灣也僅有大約20萬名長者有使用助聽器,也就是說還有80萬的需求缺口有待滿足。

看到這樣的機會,王安希望透過助聽器客製化選配;在門市建置交誼廳,讓不同背景的長者可以綜合交流;協助全齡人士聽能復健、自我鑑測App使用與推廣,來滿足聽力輔具的市場缺口與提升使用者的生活品質。

智慧輔具群聚效應

在聚集經濟與科技廠商群聚的市場生態下,王安分享對於助聽器市場的觀察,桃園市政府前有7家助聽器廠商門市,而台北衡陽路則有5 家。這樣的群聚生態,可以提供民眾更多的選擇與比較,同時更提高民眾對於聽力健康的重視。

認為價格透明對於增進民眾選配意願相當重要的王安說,由於與聽力正常的人相比,失聰人士癡呆的風險高出5倍,也會有3倍跌倒的可能,因此,希望提升預防醫學與保健概念的王安也呼籲,聽損人士可以到各助聽器門市與耳鼻喉科檢查,及早找出原因與採取應對措施。









老靈魂新技術---3D列印重建巴黎地標巴黎聖母院!

法國知名古蹟「巴黎聖母院」日前慘遭祝融吞噬,世界遺產付之一炬。法國總統馬克宏承諾將於5年內完成重建,但聖母院擁有800多年的悠久歷史,不僅建材蒐集不易,訓練專業建築工人更是曠日費時,若採取傳統建築方法,即使投注大量金錢與人力成本,也難以在5年內恢復原貌。但荷蘭設計公司「Concr3de」表示,可以採用遭大火摧毀的建築殘骸為原料,透過3D列印技術重建聖母院,結合舊材料與新技術,不僅能恢復建築的外觀結構,也保留了聖母院的靈魂。

傳統重建方式曠日廢時 人力、材料都是難題

由於2024年夏季奧運會將於巴黎舉辦,外界批評法國總統馬克宏(Emmanuel Macron )的「5年之約」太過樂觀,只是希望在奧運盛會前讓聖母院(Notre-Dame)恢復原貌,巴黎聖母院興建於中世紀,是法國重要的文化象徵,要重建勢必得審慎以待。法國手工業職訓組織「責任同伴」(Les Compagnons du Devoir)秘書長貝蘭格(Jean-Claude Bellanger)表示,不論是切割木材、石材、雕刻等工作都需要接受專業培訓,估計重建工作需訓練至少400名建築工。而由於法國缺乏此類專業人才,貝蘭格預估光是職前訓練就要耗費10年之久,若法國政府決定採取傳統方式重建,無疑會造成修復工作的延宕。

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除了人力以外,建材也是修復工作將面臨的一大挑戰。在聖母院大火中,中央尖塔處由木材交錯而成的橫梁「森林區」(the forest)受創最深,該處在中世紀由橡樹建造而成,但歐洲目前已經沒有相同尺寸的橡木材,若堅持要使用相同原料,就必須花大量時間和金錢成本,從更遠的國家進口木材。而至於建造聖母院的石頭原料「盧台特石灰岩」( Lutetian limestone,又被稱為「巴黎石」)能讓建築閃耀溫暖光澤。但現在要採集這種石材近乎不可能。

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新技術結合舊材料:賦予新生命、保留舊靈魂

有鑑於修復工作困難重重,各路人馬也爭相向法國政府獻策,提出各種重建方案。荷蘭設計公司「Concr3de」就稱,透過3D列印技術,不僅可以恢復聖母院原貌,保留原本設計,也能實現原訂的5年重建目標,成本甚至低於目前籌措的重建基金。「Concr3de」的聯合創辦人吉伯(Eric Geboers)表示,隨著損害程度越來越清楚,現在是時候考慮如何重建這座歷史悠久的神聖殿堂,而利用現代科技重建巴黎聖母院,能夠同時保存這座建築舊有的靈魂和歷史。

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「為何不用殘骸重建聖母院呢?」吉伯建議結合舊材料與新技術,蒐集大火過後教堂中的灰燼與石頭碎屑,並將它們磨成可供3D列印的印刷粉末。將「巴黎石」磨製成的黃灰色粉末和燒焦木材混合,並透過3D印表機列印出聖母院遭大火毀損的部分。吉伯表示,認為使用帶有歷史的石材重建聖母院,得以保有這座建築的靈魂,且不會使用到任何塑膠或合成樹脂,因此生產過程將更環保且貼近自然。

雖然現階段無法承諾完工時間,但吉伯保證,這個重建方案絕對可以在5年內完工,比起透過人工切割石頭,使用這個新技術,施工進度將加速5倍以上,教堂的原始設計也得以保留。他也提及,紐約瓦薩學院(Vassar College)教授塔倫(Andrew Tallon)曾使用雷射技術掃描巴黎聖母院的建築結構,為世人留下全面且近乎完美的聖母院數位原型,所以能夠以此為基準,透過3D列印重建聖母院的外觀與內部結構。

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Concr3de位於荷蘭鹿特丹的工廠已經使用成分與聖母院灰燼相近的原料,透過3D列印生產出聖母院屋頂上惡魔雕像(Le Stryge)的樣品。重建聖母院的捐款金額目前已累積近10億歐元(約合新台幣343億元),且數字仍在不斷攀升,吉伯也充滿信心地保證:「我們的重建方法並不昂貴,絕對比現有的傳統方式還省錢。」

吉伯指出,蒐集原料只是重建聖母院的第一步,後續還要著手規劃聖母院的設計圖,並討論如何安裝列印的成品。他表示,期望巴黎聖母院能如鳳凰般浴火重生,大火已成為聖母院悠久歷史的一部分,聖母院應該自豪地展現歷史的痕跡,向世人宣示已克服了祝融災禍,「這場火災也可能成為聖母院的未來。」

Posted on May 16, 2019 .

哥倫比亞大學 3D 列印「人工鼻子」來檢測氣體

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2019年3月11日,筆者從外媒獲悉,在哥倫比亞大學歐肯納根校區,研究人員已經3D列印出可以檢測各種氣體的「人工鼻子」。鼻子是一個強大的器官; 它使人類能夠遠距離聞到食物,它提醒我們毒藥和煙霧,以及腐爛的肉體,它甚至可以幫助我們儲存和回憶記憶。 複製鼻子將是一個巨大的突破,UBC的研究人員使用3D列印,微流體氣體檢測器的方式,實現了一部分。

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Mina Hoorfar教授詳細闡述了鼻子的重要性,「我們的鼻子會顯著影響我們的生活品質,有助於檢測環境中的有毒氣體,提高火災意識,破壞食物或引發記憶。考慮到這一點,總會有 一直致力於開發,能夠模仿人類嗅覺系統的設備。」

他們的設備通過3D列印兩個微小通道創建,然後用不同的材料塗覆每個通道,使它們具有不同的疏水性。 當諸如甲醇和己烷的各種氣體通過通道時,它們在離開之前,明顯地與每個通道相互作用,並且可以測量,映射這些相互作用之間的差異,然後用於推斷哪些氣體通過通道。

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「氣體與通道塗層的相互作用不同,這就是為什麼它被稱為「像溶解一樣」,」負責該項目的博士生Mohammad Paknahad解釋道。「我們的研究顯示,這些低成本探測器,可以根據不同情況訂製,同時保持準確性和精確度。」

氣體探測器已經存在了一段時間。一種流行的形式是測酒駕用的呼氣測醉器,但是目前的系統既專業又昂貴。Hoorfar說:「儘管它們準確無誤,但這些系統的尺寸和成本,限制了它們在許多場景的應用,我們的設備提供了一種小型,廉價和高精度的替代品。」

從食品加工的質量控制到環境監測,3D列印的「鼻子」都有無數的應用。Hoorfar希望可訪問性,將使當地社區受益,並稱,「這有可能改變市政當局,和公用事業公司的監控方式。」無論他們的營銷決策如何,他們的小型化努力,可能會受益於與最近3D列印最小流體迴路的UMD研究人員合作。

Posted on May 2, 2019 .