3D打印食品的配方：可食用材料的增材制造

3D打印食品的配方：可食用材料的增材制造研究人员确定了影响增材制造生产的可食用材料的质量的因素。3D打印食品可以解决食品供应和营养方面的全球挑战。但是在调整增材制造以生产可食用材料的过程中存在着一些障碍。在AIP出版的《流体物理学》中，渥太华大学的研究人员EzgiPulatsu和ChibuikeUdenigwe确定了一系列影响用增材制造制造的食品的打印质量和形状复杂性的因素。考虑到这些特征可以提高食品质量，改善控制，并加快打印速度。食品的快速成型制造包括设计（3D形状及其几何代码）、预处理（食品油墨制备）、制造（沉积层以创建形状）和后处理（烘烤、煮沸、烹饪、冷冻、煎炸或干燥）。每个步骤都是创造创新食品的机会。改变初始混合物或糊状物的印刷图案和成分可以影响食品的基质和微观结构，从而影响其质地。添加剂制造中该混合物的流动也很关键，有时会通过控制成分和工艺条件来鼓励或阻止。快速成型制造技术中使用的常见刀具路径模式：a）光栅，b）之字形，c）轮廓线，以及d）螺旋线。资料来源：EzgiPulatsu和ChibuikeUdenigwe"基于挤压的3D打印是最适用于食品的技术，"Pulatsu说。"它涉及到一个装着食品糊状物的注射器--如果泥、面团或糖霜--被直接（推动柱塞）或间接力（压缩空气）从一个喷嘴中挤出。"创造一个稳定的连续流动是成功打印的第一步，因此可以通过以可控的方式将串状材料分层来生产设计的形状。一旦沉积了一层，就不再希望它流动；否则，它将破坏我们创造的形状。后期处理--通过烘烤、煮沸、烹饪、冷冻、油炸或干燥--从物理和化学上改变食物的微观和宏观分子，并导致各种质地和口味。同时，形状应被保存或仔细控制。"我们还有其他通过不同的3D打印技术创造食品结构的机制，"Pulatsu说。"例如，材料喷射使用沉积在粉末上的液体粘合剂来形成自支撑层，也可以使用沉积后硬化的液体油墨。"使增材制造对食品行业更有效的一个方法是建立一个打印路径（一系列计算机控制的运动）。"未来的研究应该探索不同技术在构建时间方面的成本效率，其中形状的复杂性和工具路径策略--涉及打印路径、移动头速度和非打印运动--也被考虑在内，"Pulatsu说。"食物是生活的必需品，而且由于全球人口的增加和环境的变化，它变得更加关键。因此，新型食品和基质的设计应与厨师、食品科学家和工程师协商，并符合当前的需求"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1350681.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1350681.htm

特殊设计的粘性凝胶可用来在室温下3D打印金属物品

特殊设计的粘性凝胶可用来在室温下3D打印金属物品后者将水的pH值下降到1.0，以去除EGaln中的氧化物，从而暂时将其转变为液态金属状态。这导致EGaln颗粒（现在为小球）粘附在更坚固的铜颗粒上，形成由EGaln桥连接的铜颗粒网络。还添加甲基纤维素以增大混合物的体积。由此产生的粘性凝胶可以在室温下从普通3D打印机的喷嘴中挤出，一次一层地构建物品。当成品在相同温度下干燥时，水和盐酸就会蒸发。最终结果是一个刚性、高导电性的三维物体，其中金属含量高达97.5%（其余为甲基纤维素）。此外，根据凝胶挤出时颗粒排列的方式，如果在干燥时施加热量，物体将以可预测的方式改变形状。这种现象可以用于生产最终需要呈现复杂形状但更容易打印为平面图案的物品。 在下面的视频中，您可以看到如何使用凝胶3D打印一只蜘蛛，蜘蛛在加热干燥时会用腿站立。“3D打印彻底改变了制造业，但我们不知道以前有哪些技术可以让您在室温下一步打印3D金属物体，这为制造各种电子元件和设备打开了大门，”研究人员表示。有关这项研究的论文最近发表在《Matter》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1369467.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1369467.htm

3D打印干细胞可以帮助治疗脑损伤

3D打印干细胞可以帮助治疗脑损伤牛津大学的研究人员在科学上首创了3D打印干细胞，可以模仿大脑皮层（人类大脑的外层）的结构。该技术有可能用于治疗脑损伤。此类损伤通常会对大脑皮层造成严重损害，导致运动、认知和沟通方面的挑战。目前，重症病例尚无有效治疗方法，影响了患者的生活质量。人类神经干细胞制造了两层脑组织。Source:投稿：@ZaiHuaBot频道：@TestFlightCN

研究人员设计了一种3D打印的机器人手 可以轻松抓起各类物体

研究人员设计了一种3D打印的机器人手可以轻松抓起各类物体为了解决这个问题，剑桥大学的研究人员创造了一个灵活的、3D打印的机器人手，尽管它的手指不能独立移动，但仍然可以进行一系列复杂的运动。这只机器人手被训练成能够抓住不同的物体，并且能够通过使用放置在其"皮肤"上的传感器所提供的信息来预测它是否会掉落这些物体。这种类型的被动运动使机器人更容易控制，并且比具有完全机动化手指的机器人更节能。研究人员说，他们的适应性设计可用于开发低成本的机器人，这些机器人能够进行更自然的运动，并能学会抓取广泛的物体。这些结果在《高级智能系统》杂志上报告。在自然界中，运动是由大脑和身体之间的相互作用产生的：这使人和动物能够以复杂的方式运动而不消耗不必要的能量。在过去的几年里，由于3D打印技术的进步，软性部件已经开始被整合到机器人设计中，这使得研究人员能够为简单、节能的系统增加复杂性。机器人手只用手腕的动作就能拿起一个桃子大小的物体资料来源：剑桥大学人类的手是高度复杂的，在机器人中重现其所有的灵巧性和适应性是一个巨大的研究挑战。今天的大多数先进机器人都无法完成小孩子可以轻松完成的操纵任务。例如，人类本能地知道在拿起一个鸡蛋时应使用多大的力量，但对机器人来说，这是一个挑战：力量太大，鸡蛋可能会碎掉；力量太小，机器人可能会掉落。此外，一个完全驱动的机器人手，每个手指的每个关节都有电机，需要大量的能量。在剑桥大学工程系的FumiyaIida教授的生物启发机器人实验室，研究人员一直在开发这两个问题的潜在解决方案：一个能够以正确的压力量抓取各种物体的机器人手，同时使用最少的能量。"在早期的实验中，我们的实验室已经表明，仅仅通过移动手腕就有可能在机器人手上获得很大的运动范围，"共同作者托马斯-乔治-图鲁特尔博士说，他现在在伦敦大学学院（UCL）东区工作。"我们想看看基于被动运动的机器人手是否不仅能够抓取物体，而且能够预测它是否会掉落物体，并作出相应的调整。"3D打印的机器手拿筷子研究人员使用了一个植入触觉传感器的3D打印拟人手，以便该手能够感知它所接触的东西。这只手只能够进行被动的、基于手腕的运动。研究小组对这只机器人手进行了1200多次测试，观察其抓取小物体而不掉落的能力。该机器人最初使用3D打印的小塑料球进行训练，并使用通过人类示范获得的预设动作抓取它们。第一作者KieranGilday博士说："这种手有一点弹簧感：它可以自己拿起东西，而不需要手指的任何驱动。触觉传感器让机器人感觉到抓握的情况如何，因此它知道什么时候开始打滑。这有助于它预测事情何时会失败"。机器人利用试验和错误来学习什么样的抓握方式会成功。在完成对球的训练后，它又尝试抓取不同的物体，包括一个桃子、一个电脑鼠标和一卷气泡膜。在这些测试中，这只手能够成功抓取14个物体中的11个。"传感器，有点像机器人的皮肤，测量施加在物体上的压力，"乔治-图鲁特尔说。"我们不能说机器人到底得到了什么信息，但理论上它可以估计出物体被抓在哪里，用了多少力。""机器人学会了一个特定的运动和一组特定的传感器数据的组合将导致失败，这使得它成为一个可定制的解决方案，"Gilday说。"这只手非常简单，但它可以用同样的策略拿起很多物体。""这种设计的最大优势是我们可以在不使用任何执行器的情况下获得的运动范围，我们希望尽可能地简化手部的工作。我们可以在没有任何执行器的情况下获得大量良好的信息和高度的控制，这样，当我们加入执行器时，我们将在一个更有效的包装中获得更复杂的行为。"一个完全驱动的机器人手除了需要大量的能量外，也是一个复杂的控制问题。剑桥大学设计的手的被动设计，使用少量的传感器，更容易控制，提供广泛的运动范围，并简化了学习过程。在未来，该系统可以通过多种方式进行扩展，如增加计算机视觉功能或教机器人利用其环境，这将使其能够抓取更广泛的物体。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1354847.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1354847.htm

研究：气动“人造肌肉”可由3D打印机制造

研究：气动“人造肌肉”可由3D打印机制造我们已经听到了很多关于“人造肌肉”的消息，它使机器人设备或假肢能够完成类似人类的动作。虽然它们大多是在实验室里利用高科技材料制造的，但一种新的类型可以由业余爱好者使用3D打印机制造。被称为基于几何结构来收缩和伸长的驱动器(GRACE)的气动执行系统是由意大利技术研究院(IIT)和圣安娜高等研究学院(SSSA）的科学家们设计的。每个致动器采用柔性中空塑料灯泡的形式，其两侧有褶皱。当空气通过连接的软管泵入执行器时，它会纵向收缩，同时径向膨胀——换句话说，它会变得更短更胖。另一方面，当空气被抽出时，执行器变得更长更薄。因此，如果将其纳入机器人手指（作为一个例子），当空气被泵入时，推杆可以将手指拉近，而当空气被抽走时，推杆可以将其伸直。根据预期的应用，推杆可以被制成各种形状和尺寸，各种外壳厚度，由各种类型的塑料制成。除其他事项外，这些变量有助于确定单个推杆的膨胀和收缩程度，它在这样做时的移动方向，以及激活它需要多大的气压。在该技术的演示中，由SSSA博士生CorradoDePascali领导的团队创造了一个真人大小的机器人手，其中包括18个GRACE执行器。它完全由软性树脂制成，并在一个单一的3D打印过程中制造。通过抽出或收回“十分之几”的空气，可以使机器人手的手指弯曲或伸直，在手掌处旋转，并在手腕处旋转。整个东西只有大约100克重，尽管其中的每个致动器被设计成可以支持超过其自身重量的1000倍。这项研究在最近发表于《科学机器人》杂志的一篇论文中进行了描述。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1310611.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1310611.htm

生产方式重大改变 苹果尝试用3D打印技术生产智能手表的钢质底盘

生产方式重大改变苹果尝试用3D打印技术生产智能手表的钢质底盘知情人士称，如果AppleWatch的开发工作按计划进行，苹果将寻求在未来几年内将这一新的生产技术扩展到更多产品。迄今为止，苹果公司的不锈钢手表采用更传统的制造方法，即使用锻造工艺用于将材料块切割成接近设备尺寸的较小金属块，然后使用计算机数控机床切割金属并创建精确的设计和纽扣孔。新的技术使用一种称为粘合剂喷射的3D打印技术来创建接近其实际尺寸的设备的总体轮廓，或者在制造业中被称为“近净形状”。这种3D印刷品是用粉末状物质制成的，然后经过一个称为烧结的过程。烧结的过程是利用热量和压力将材料挤压成触感像传统钢材的底盘。然后像此前的流程一样对其进行精确的设计和切口进行铣削。苹果及其供应商已经在悄悄开发3D打印技术至少三年了。在过去的几个月里，他们一直在为AppleWatchSeries9准备的钢制表壳进行测试，这款手表将于9月12日发布。这款智能手表将获得性能提升和新的表壳颜色，但外观有所不同。媒体称，无法保证第一批向消费者发货的新型钢制苹果手表将采用改进后的制造技术制造，但试运行表明苹果已经开始认真考虑大规模采取3D打印技术。苹果还计划将该工艺应用于其钛金属Ultra手表，但这种转变要到2024年才会开始计划和试点。新的制造工艺减少了对材料的损耗，因此有利于环境保护。知情人士表示，苹果正计划在部分新款iPhone手机壳和其他配件中使用新材料来替代皮革，这是迈向可持续发展的又一举措。3D打印工作由苹果公司的制造设计团队领导。对于苹果及其供应商来说，转向3D打印表壳是一项昂贵的努力，但随着时间的推移，它应该会简化生产并可能降低成本。目前，采用新工艺的每个表壳的成本与先前方法的成本一致。这项工作仍处于起步阶段，暂时将保留用于小批量产品，而不会大规模销售。大多数AppleWatch外壳都是铝制的，而不是不锈钢的。苹果尚未在铝制外壳的大规模3D打印方面取得进展，而铝制外壳也用于Mac、iPad以及低端iPhone。目前，苹果内部正在讨论将钢和钛等可3D打印的材料引入更多设备。苹果采用3D打印技术制造智能手表外壳的消息传出后，3DSystems上涨一度涨超10%，刷新日高。3D打印技术并不新鲜，但由于各种原因，这项技术的广泛采用一直受到阻碍，主要原因是因为费用相对高昂。当然，现在有一个强大的爱好者市场，还有一些工业应用，例如美国国家航空航天局在太空中打印组件，通用电气/福特的组件打印，或耐克运动鞋特别版。此外，还有一些技术可以实际打印用于人类居住的建筑物的组件。尽管苹果拥有许多专利，并且已经对这些技术进行了多年的探索，但该公司还没有真正获得3D打印的成果，这项技术总体上仍处于广泛应用前的低迷期。不过，今年7月，跟踪苹果产业链多年的分析师郭明𫓹今日发布报告指出，CNC（数控机床）在苹果开始采用后快速成长，3D打印有可能会复制此成功故事。郭明𫓹称，若3D打印产业因苹果采用而快速成长，则激光零组件有可能会出现供应紧张。钛是3D打印生产中最常被用到的金属，应用范围广泛，如医疗、航空等。这可能是苹果采用3D打印技术时，先从钛机构件开始做起的主要理由之一。郭明𫓹还称，3D打印是加法生产，与CNC的减法生产相较下更不浪费，因钛单价较高，故采用3D打印生产的钛金属件更节省成本。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1380621.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1380621.htm