纖維素3D打印機(jī)是一種利用纖維素及其衍生物作為打印材料的設(shè)備,通過3D打印技術(shù)將纖維素材料逐層沉積成型,制造出具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)和特定性能的三維物體。纖維素是自然界中豐富的天然高分子材料之一,具有生物相容性、可生物降解性和良好的力學(xué)性能,是一種理想的綠色可再生資源。在應(yīng)用領(lǐng)域,纖維素3D打印機(jī)展現(xiàn)出巨大的潛力。在食品領(lǐng)域,纖維素可用于食品3D打印,改善食品的口感和結(jié)構(gòu),滿足個(gè)性化飲食需求。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,纖維素材料可用于制造組織工程支架和藥物遞送系統(tǒng)。在工程和建筑領(lǐng)域,纖維素納米纖維(CNFs)和纖維素納米晶體(CNCs)可用于增強(qiáng)復(fù)合材料,提高其力學(xué)性能。此外,纖維素材料還可用于制造環(huán)保包裝,減少塑料污染。含能材料擠出式3D打印機(jī)是專門用于、推進(jìn)劑等含能材料精密成型的3D打印設(shè)備,它基于擠出成型原理。黑龍江哪里有3D打印機(jī)

陶瓷3D打印機(jī)的直寫成型技術(shù)在能源領(lǐng)域獲得新應(yīng)用。中科院上海硅酸鹽研究所采用DIW技術(shù)打印的SiC陶瓷燃料電池支撐體,具有梯度孔隙結(jié)構(gòu)(孔徑從10μm漸變至50μm),透氣率達(dá)8.5×10^-12 m2,抗彎強(qiáng)度450MPa。該支撐體使燃料電池的最大功率密度達(dá)650mW/cm2,比傳統(tǒng)干壓成型產(chǎn)品提升35%。中試數(shù)據(jù)顯示,3D打印可使支撐體的材料利用率從40%提升至90%,生產(chǎn)成本降低52%。目前,該技術(shù)已在上海電氣的SOFC示范項(xiàng)目中應(yīng)用,單堆功率達(dá)10kW,連續(xù)運(yùn)行穩(wěn)定性超過5000小時(shí)。黑龍江哪里有3D打印機(jī)森工科技生物醫(yī)療3D打印機(jī)3ml材料即可開始打印測試,解決科研實(shí)驗(yàn)中材料昂貴等難題。

食品3D打印機(jī)實(shí)現(xiàn)海鮮類培養(yǎng)肉的規(guī)模化制備。中國海洋大學(xué)開發(fā)的可食性多孔微載體(EPMs)技術(shù),使大黃魚肌衛(wèi)星細(xì)胞在14天內(nèi)擴(kuò)增499倍,生物反應(yīng)器體積產(chǎn)率達(dá)5×10^6 cells/mL。該微載體由改性海藻酸鈉制成,孔徑150μm,孔隙率85%,可直接作為生物墨水用于3D打印。打印的培養(yǎng)魚肉片厚度達(dá)5mm,紋理相似度與天然魚肉達(dá)89%,鮮味氨基酸(谷氨酸、天冬氨酸)含量達(dá)3.2mg/100g。目前,該技術(shù)已在青島建立10噸級(jí)中試線,生產(chǎn)成本控制在800元/公斤,預(yù)計(jì)2028年降至200元/公斤以下,具備商業(yè)化競爭力。
陶瓷3D打印機(jī)的生物陶瓷-石墨烯復(fù)合支架提升骨再生效果。山東大學(xué)來慶國教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)的GO/HA復(fù)合陶瓷墨水,通過數(shù)字光成型技術(shù)打印的支架,彎曲強(qiáng)度達(dá)125MPa,斷裂韌性1.55MPa·m1/2,較純HA陶瓷提升65%。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)顯示,該支架可促進(jìn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的ALP活性提升2.3倍,礦化結(jié)節(jié)面積增加40%。兔顱骨缺損模型中,8周新生骨體積分?jǐn)?shù)(BV/TV)達(dá)38.7%,血管密度達(dá)28條/mm2,均高于對照組。這種兼具度和高生物活性的復(fù)合支架,為承重部位骨缺損修復(fù)提供了新選擇,相關(guān)成果發(fā)表于《Materials & Design》2022年第221卷。含能材料直寫3D打印機(jī)是專門用于含能材料(如、推進(jìn)劑等)精密成型的3D打印設(shè)備。

食品3D打印機(jī)的環(huán)保優(yōu)勢推動(dòng)可持續(xù)食品生產(chǎn)變革。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)周光宏團(tuán)隊(duì)的生命周期評估顯示,3D生物打印細(xì)胞培養(yǎng)肉的生產(chǎn)過程可降低78-96%的溫室氣體排放,減少80-99%的土地使用,節(jié)約用水82-96%。與傳統(tǒng)牛肉生產(chǎn)相比,每公斤培養(yǎng)肉的能源消耗為傳統(tǒng)養(yǎng)殖的35%,且完全避免使用和動(dòng)物疫病風(fēng)險(xiǎn)。周子未來食品科技的中試數(shù)據(jù)顯示,采用3D打印技術(shù)后,細(xì)胞培養(yǎng)肉的生產(chǎn)周期從21天縮短至14天,生物反應(yīng)器空間利用率提升60%。這些環(huán)保和效率優(yōu)勢,使培養(yǎng)肉成為糧農(nóng)組織推薦的“2050年關(guān)鍵蛋白來源”之一。多材料3D打印機(jī)是一種能夠在同一打印過程中使用多種不同材料的3D打印設(shè)備。醫(yī)用3d打印機(jī)
金屬氧化物3D打印機(jī)是用于打印金屬氧化物材料的設(shè)備。黑龍江哪里有3D打印機(jī)
食品3D打印機(jī)的植物基材料創(chuàng)新拓展應(yīng)用邊界。以色列Redefine Meat公司開發(fā)的復(fù)合植物蛋白墨水,由豌豆蛋白、甜菜根汁和椰子油組成,通過3D打印模擬牛排的肌纖維結(jié)構(gòu)。該墨水的儲(chǔ)能模量(G')在25℃時(shí)達(dá)12000Pa,滿足打印形狀保真度要求,同時(shí)具有良好的熱凝膠性,烹飪后形成類似肉類的多汁質(zhì)地。感官評價(jià)顯示,該打印牛排的“肉質(zhì)感”評分達(dá)4.3/5分,在盲測中被58%的消費(fèi)者誤認(rèn)為真肉。目前,該產(chǎn)品已進(jìn)入歐洲500家餐廳,每公斤售價(jià)15歐元,約為傳統(tǒng)牛排的60%。黑龍江哪里有3D打印機(jī)