《增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展簡報》2024年第06期（總第0期）

本期關(guān)注2024（套（套重大技術(shù)裝備推廣應(yīng)用指導(dǎo)目錄（2024年版）》目前正在公示。中國增材制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書處支撐修訂的《首臺（套）（2024年版圖1文件截圖政策追蹤618署通過中央財政資金進一步支持專精特新中小企業(yè)高質(zhì)量現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系提供有力支撐。通知中明確指出，2024—2026“六基”及戰(zhàn)略性新（以下稱重點領(lǐng)域圖2 通知截圖“小巨人”31（以下簡稱《專項行動》）。此次《專項行動》共提出六大行動，涉及21條具體舉（2024—2026年）2026年，全省新材料產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值超7000億元。方案中突出強調(diào)了增材制造等前沿材料的前瞻布局與發(fā)展，明確重點推動增材制造材料的重點產(chǎn)品穩(wěn)量批產(chǎn)。4日，河北省制造強省建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組印發(fā)《河北省2027202325%技術(shù)進展3D鈣化主動脈瓣病是一種活躍、細胞驅(qū)動、進行性疾病，其特征是瓣膜纖維化增厚，隨后發(fā)生葉瓣鈣化、葉片由其細中最常見的細胞類型。在生理條VICs胞樣細胞，在ECM中積極沉積羥基磷灰石。嵌入在更硬的VICs推動鈣化擴散到海綿層，而相對不受影響病理學(xué)的理解至關(guān)重要。在中，感受力敏感的瓣膜細胞對纖維化和鈣化引起的組織硬化做出反應(yīng)，進一步推動病理生理過程。由于缺乏能夠重現(xiàn)這種復(fù)雜環(huán)境的適當(dāng)實驗?zāi)Ｐ鸵约埃╥i）對新型工的藥物。來自美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的ElenaAikawa團隊建立了一3D963D生物打2D組織之間的差異。3D細胞蛋白質(zhì)組（2D70%94%）。將細胞和囊泡數(shù)鈣化普遍相關(guān)的已知和未知蛋2D3D生物proteomicsandextracellularvesiculomicsasametricofdiseaserecapitulationin3D-bioprintedaorticvalvearrays”的文章發(fā)表在《ScienceAdvances》。圖3發(fā)表截圖EV蛋白質(zhì)組學(xué)，通EV蛋白圖4 主動脈瓣模型的3D生物打印96孔板生物打印水凝膠陣列中廣泛調(diào)節(jié)生病理生物學(xué)相關(guān)的14天后，VIC封裝的水凝膠模型在不同培養(yǎng)條件下的鈣化情況存在顯著差異，借此指導(dǎo)了該研究的培養(yǎng)時間表。在正常培養(yǎng)基（NM）或兩種刺激鈣化的培養(yǎng)基：有機磷酸鹽成骨培養(yǎng)基（OM）或無機磷酸鹽促鈣化培14VIC在所有培養(yǎng)基類型和重復(fù)實驗中維持了較高的存活率（2A，B，左側(cè)）。瓣膜鈣化可以是不同過程的產(chǎn)物，例如類骨母細胞樣VIC（鈣示蹤劑（Osteosense680）96孔水凝膠陣列中的鈣化進行了評估。5VICs譜的蛋白質(zhì)組學(xué)方法評估了3D生物打印的VIC水凝膠2DVIC單細胞培養(yǎng)條件下分別對原生3D2D2500種蛋白質(zhì)，兩種體外模型之間99%Hathewaya膠原酶來源）、豬（GelMA/HAMA來源）、牛（培養(yǎng)血清來源）和（用于識別目標(biāo)蛋白質(zhì)組同源性蛋白質(zhì)組進行了比對。隨后的分析中包括了2D3D48%2D3D30%之間的差異比它們與新鮮組織的細胞蛋白質(zhì)組之間的差異2D3D條件之間以及體外模型與組織之間關(guān)鍵差異的基因本體論（GO）術(shù)語，3D培養(yǎng)中的蛋白質(zhì)與膠原纖N-O-COPI包被小泡運輸以及線細胞中富集了與調(diào)節(jié)免中存在的免疫細胞浸潤一致。圖6 CAVD水凝膠模型的細胞蛋白質(zhì)組學(xué)揭示了模擬病理過程的轉(zhuǎn)化靶點該研究的目標(biāo)是將體外培養(yǎng)的細胞蛋白質(zhì)豐度與示，所有體外培養(yǎng)基條件之間相關(guān)性都很高（r0.9）。全2D和3D細胞與CD細胞（2Dravg0.82；3Dravg2D3D數(shù)2D相比，NM是PM是具有最少的差異蛋白質(zhì)；與之不同的是，3D陣列中的細胞蛋白質(zhì)中很少有與有差異豐度的蛋白質(zhì)?？傮w而言，3D94%的測量蛋白質(zhì)中重現(xiàn)了2D模型則70%3D模型可能在整體上最2D3D2DPM（CDH13和和細胞骨架組織、CNN2和THY1）3D條件下，OMPM培養(yǎng)基都重現(xiàn)了與超分子纖維組織（MFAP4、COL18A1TMOD1）（APOA1APOE）、負調(diào)節(jié)內(nèi)皮細胞增殖（SCG2、PDCD10）和脂肪酸β-氧化3D組織趨勢一致的水凝膠陣列重現(xiàn)了在2D單細胞培養(yǎng)中無法捕捉到的疾病的獨特方面。圖7 3D生物打印模型的細胞蛋白質(zhì)組能夠最好地重現(xiàn)在鈣化條件下的CAVD細胞病理學(xué)有證據(jù)表明，EV鈣化性心血管疾病EV在體外EV載體蛋白質(zhì)組學(xué)分析。該EV并通過納米粒子追蹤分析確定了適當(dāng)?shù)拇笮V進行的蛋白質(zhì)組學(xué)分析鑒定出了130026EVEV蛋白質(zhì)組之間的明顯聚類。與細胞蛋白質(zhì)組學(xué)分析不同，所有培養(yǎng)基條件（NM、OM、EV載體蛋白質(zhì)。EV蛋白質(zhì)組更加穩(wěn)定：在任何體外模型的任5%（97742個）NM條件下細胞蛋白質(zhì)組中15%2D3DEV載體4%在不同培養(yǎng)基處理之間共享，這表明每種培養(yǎng)基和模型都具有獨特的負載響應(yīng)。在2DNM模EV載體的關(guān)鍵差異與整合素介導(dǎo)的信號傳導(dǎo)（CD63FLNAFERMT2以及線粒體膜相關(guān)的凋亡（YWHA家族）有關(guān)。OMEV載體差異與超氧化物調(diào)PRDX2APOA4和SOD2NXB、PXDN、LAMB1EMILIN1）有關(guān)。最后，PMEV載體的（ENO1和（VIM、EMILIN1）有關(guān)。圖8 EV蛋白質(zhì)組學(xué)鑒定了基質(zhì)依賴的物質(zhì)加載和普遍存在的與主動脈瓣相關(guān)的物質(zhì)在深入描述細胞和EV蛋白質(zhì)組中的差異豐度模式后，在不同刺激條件下3D打印水凝膠模型和2D培養(yǎng)條件中重現(xiàn)病理的蛋白質(zhì)。為此，該研究利用了兩種計算分析方和用于單個樣本的線性插每種方法闡明了不同的關(guān)聯(lián)方面。這些綜合的多層次蛋白質(zhì)組學(xué)分析方法確定了鈣化的已知和未知驅(qū)動因素，并確定了這種3D水凝膠模型在體外重現(xiàn)疾病方面的改進。9EV最后，該研究旨在利用多組學(xué)整合和系統(tǒng)生物學(xué)方法，60EV來EV蛋白質(zhì)（VTN）FGE8CU和鈣蛋白1S100A。EV蛋白質(zhì)中，突出的過程包括線粒體代謝（MAOBMDH1）、細胞-基質(zhì)粘附（THBS1、SOD3（VIMMSNCFL2SYNE3、TPM4和410.05，根據(jù)精確二項檢驗的蛋白質(zhì)被確認為先前與瓣膜疾病有關(guān)（PheGenI，NCBI）。這個綜合分析突顯了體外鈣化的已知和未知驅(qū)動因素。圖10 將細胞和EV載體衍生的蛋白質(zhì)組進行多組學(xué)整合對鈣化過程中已知和未知的蛋白質(zhì)進行差異豐度排名3D組織的ECM-ECM相互作用和線粒體代謝調(diào)節(jié)的蛋2D3D模型，在免疫/方面都缺乏組織中發(fā)現(xiàn)的響應(yīng)。雖然在瓣膜鈣化的背景下，（病理生理性周期性剪切/拉伸和額外的層特異性但富含彈性蛋白和受疾病保護的心室內(nèi)膜在培養(yǎng)條件下已被證明在體內(nèi)驅(qū)動獨特的蛋白質(zhì)特征，并且很可能主要對應(yīng)于拉伸而不是壓縮應(yīng)力的瓣膜生理響應(yīng)。該研究注意到在NM條件下出現(xiàn)了輕度的自發(fā)性鈣化，這可能是由于在生物打印過程中暴露于剪切應(yīng)力和高達75bar的壓力，這兩者都已被證明可以誘導(dǎo)肌成纖維細胞的活VICs來自患有疾病的人類瓣膜，可能包含了該研究團隊之前證明的成骨肌成纖維細胞樣細胞的一群細胞。盡管如此，與NM3D培養(yǎng)EV載體中研究利用基于自下而上的蛋白質(zhì)組學(xué)鑒定的肽段的種屬特和其他潛在污染物進行了背景ECM的蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，來識別對膠原亞型、翻譯后修飾和細胞-細胞和EV對水凝膠中使用的不同基質(zhì)微環(huán)境的反應(yīng)。這種EV分析還可以擴展到識別驅(qū)動EV與微囊泡分泌及其相應(yīng)蛋白質(zhì)組的因素。Nature（1平方厘米"Injectable ultrasonic sensor for wireless monitoring intracranialsignals"為題在線發(fā)表于《Nature》雜志。圖11《nature》發(fā)表截圖超聲超凝膠的傳感器是由雙網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)的水凝膠基質(zhì)和2×2×2mm3這種可注射傳感器是研究團隊采用摩方精密面投影微立體光刻(PμSL)3D打印技術(shù)(nanoArch?S140，精度：10μm)8-10MHz壓力凝膠采用雙交聯(lián)聚乙烯醇/5.7kHz/mmHg0.1mmHg；溫度凝膠由溫敏性聚乙烯醇/聚丙烯酰胺凝膠構(gòu)成,0.180kHz/℃；pH凝膠則利用質(zhì)子化聚乙烯醇/pH2-80.5pH單位，256kHz/pH1力、溫度、pH等多種因素的耦合影響，實現(xiàn)對復(fù)雜生理環(huán)境的全面監(jiān)測。約1mHg)圖12活體大鼠傳感實驗及生物相容性表征。(a)實驗裝置配置照片。(b)超凝膠植入2mm。(c)大鼠佩戴外部超聲探頭照片。(d)超凝膠與臨床有線顱內(nèi)壓探頭測試大鼠顱內(nèi)壓力變化曲線。(ef24(hH&E13實驗豬無線顱內(nèi)壓原位監(jiān)測。(a)實驗方案配置示意圖。(b)超凝膠及臨床有線顱內(nèi)壓探頭植入后豬頭部照片。(c(d)超聲圖像照片顯示超凝膠植(e地監(jiān)測顱內(nèi)各種生理參數(shù)，如顱內(nèi)壓、溫度、pH值以及血傳感器通過微創(chuàng)注射即可使用，大幅提升了患者的就診便捷性，并為智能醫(yī)療健康領(lǐng)域的發(fā)展注入了新的活力。（來源：/10.1038/s41586-024-07334-y）《Naturesustainability》雜志上發(fā)表了3D打印機、開發(fā)原材料工藝、選擇供應(yīng)鏈以及報廢后的回收和再利用。圖14 研究人員建議將可持續(xù)性優(yōu)化設(shè)計融入現(xiàn)有的增材制造設(shè)計（DfAM）原則中，同時行業(yè)必須遵循全球可持續(xù)性倡議，如聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)和歐洲綠色協(xié)議造新角色”的重要性。雖然增材制造“本質(zhì)上不是循環(huán)或圖15 研究人員對可持續(xù)增材制造的愿景研究表明，雖然增材制造有時可以減少材料浪費，但這在很大程度上取決于具體的增材制造技術(shù)和應(yīng)用場景。與傳統(tǒng)制造工藝如注塑、鑄造和擠壓相比，3D打印工藝的材料效率較低。例如，聚合物粉末床熔融（PBF）可以產(chǎn)生高達44%的塑料粉末廢料。此外，基于光固化樹脂的打印會產(chǎn)生液態(tài)樹脂廢料，而增材制造的支撐結(jié)構(gòu)經(jīng)常被丟棄。此外，文章還概述了3D打印機能源使用對環(huán)境的負面影響。研究顯示，大多數(shù)聚合物3D打印機的能耗超過了注塑ABS塑料的總能耗。同樣，增材制造在加工每公斤金屬材料時的能耗也高于鑄造、模塑、鍛造或擠壓等傳統(tǒng)工藝。研究人員還質(zhì)如何克服這些關(guān)于增材制造的誤解？作者認為，答案在于進行更全面、基于背景的生命周期分析（LCA）。未來的分析應(yīng)明確增材制造在何種方面存在可持續(xù)性問題。如果不考慮材料生產(chǎn)和生命周期末期的影響，可能會錯失開發(fā)新型可持續(xù)增材制造材料和工藝的機會。文章概述了如何使增材制造更具可持續(xù)性，并認為需要對增材制造工藝、機器和材料進行重新設(shè)計。其中一項建議是采用生物復(fù)合漿料替代直接墨水寫入（DIW）增材制造中的塑料熔化。這種部件使用的材料和壁厚分別是直接墨水寫入部件的五倍，對環(huán)境的影響卻只有直接墨水寫入部件的一半。然而，研究人員指出，要實現(xiàn)這一愿景，需要進一步改進這些漿料的機械性能。3D打印機導(dǎo)致可回收聚合物難以回收，因為DfAM圖16一種偏遠地區(qū)增材制造可持續(xù)風(fēng)力發(fā)電機葉片的方案增材制造的可持續(xù)發(fā)展?jié)摿ξ恼逻M一步闡述了如何利用增材制造技術(shù)使現(xiàn)有的設(shè)計實踐更具可持續(xù)性。他們認為，所有產(chǎn)品的設(shè)計都應(yīng)便于致打印失敗，因此需要更多研究來確定如何最佳處理回收原料。圖17 一種可持續(xù)和可回收的3D打印粉末材料可持續(xù)增材制造的未來3D打印機數(shù)量。這是因為這些技術(shù)可以減少生產(chǎn)每個部件所需的資源消耗10倍或者甚至100倍的減少。此外，還需要利用新一代技術(shù)和材料，以及（來源：https:///articles/s41893-024-01313-x）行業(yè)動態(tài)30202462527日，北美最大的增材制造展會——RAPID+TCT202430也作為消費級增材制造的代表企業(yè)首次參展，而材料廠商eSUN易生已經(jīng)是多次參展。1000Gefertec技術(shù)的3D2018年的圖18 可用WAAM技術(shù)3D打印各種形狀的零件53軸焊接制造出接628增材制造作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)典型代表，已成為新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的關(guān)鍵驅(qū)動力，是培育發(fā)展新動能、獲取未來競爭新優(yōu)勢的重要陣地，對于推進瀘州市產(chǎn)業(yè)升級、科技創(chuàng)新以及經(jīng)濟增長等方面具有不可替代的戰(zhàn)略意義。英國政府近期宣布實施新的出口管制措施，涵蓋了多項3D打印機、半導(dǎo)體、量子計算機和低圖19 根據(jù)新規(guī)定由于使用電弧，電弧增材制造技術(shù)的出口將受到限制3D止了與這些技術(shù)相關(guān)的軟件的轉(zhuǎn)讓?，F(xiàn)在，出口這些指定技術(shù)到英國境外需要獲得相應(yīng)的許可證。圖20 條例截圖這項法規(guī)由英國出口管制聯(lián)合單位(ECJU)實施，根據(jù)《2024年出口管制（修訂）條例》（ECO2024），于2024年4月1日生效。該法規(guī)影響2008年出口管制令附表3和1并且這些措施限制的范圍超出了歐盟關(guān)于雙重用途產(chǎn)品的規(guī)定范圍。3D典型應(yīng)用(EASA)A350升力系統(tǒng)中。圖21 增材制造柔性軸相比，該柔性軸具有更高的復(fù)雜性，代表著向高度集成系統(tǒng)應(yīng)用邁出的更進一步。航空領(lǐng)域正越來越多的將增材制造技術(shù)用于客機零件的直接制造，本文所講述的案例展示了增材制造技術(shù)在航空-62310km級飛行-回收試驗，試驗取得圓滿成功這是10km級別飛行-圖22 九州云箭龍云液氧甲烷發(fā)動機完成10km級飛行回收試驗本次試驗不僅是目前國內(nèi)復(fù)用火箭最大規(guī)模的垂直起降飛行試驗，也是國內(nèi)自主研制的深度變推液氧甲烷發(fā)動機GH4169零件在表性能可靠，室溫抗拉強度大于1300MPa，屈服強度大于1000MPa20%1700MPa，1200MPa20%，滿足技術(shù)要求，3D全球工程公司JGCHoldings將在沙特阿拉伯的祖魯夫（ZulufCOBOD3D打印機。祖魯夫是沙特阿拉伯一個巨大的海上油田。圖23石油增量中央處理設(shè)施JGC20億美元（140億人