《增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展簡(jiǎn)報(bào)》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(tái)（套）（2024年版圖1文件截圖政策追蹤618署通過中央財(cái)政資金進(jìn)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(diǎn)領(lǐng)域圖2 通知截圖“小巨人”31（以下簡(jiǎn)稱《專項(xiàng)行動(dòng)》）。此次《專項(xiàng)行動(dòng)》共提出六大行動(dòng)，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(qiáng)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(diǎn)推動(dòng)增材制造材料的重點(diǎn)產(chǎn)品穩(wěn)量批產(chǎn)。4日，河北省制造強(qiáng)省建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組印發(fā)《河北省2027202325%技術(shù)進(jìn)展3D鈣化主動(dòng)脈瓣病是一種活躍、細(xì)胞驅(qū)動(dòng)、進(jìn)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(xì)中最常見的細(xì)胞類型。在生理?xiàng)lVICs胞樣細(xì)胞，在ECM中積極沉積羥基磷灰石。嵌入在更硬的VICs推動(dòng)鈣化擴(kuò)散到海綿層，而相對(duì)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(xì)胞對(duì)纖維化和鈣化引起的組織硬化做出反應(yīng)，進(jìn)一步推動(dòng)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(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵约埃╥i）對(duì)新型工的藥物。來自美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的ElenaAikawa團(tuán)隊(duì)建立了一3D963D生物打2D組織之間的差異。3D細(xì)胞蛋白質(zhì)組（2D70%94%）。將細(xì)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(dòng)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(shí)間表。在正常培養(yǎng)基（NM）或兩種刺激鈣化的培養(yǎng)基：有機(jī)磷酸鹽成骨培養(yǎng)基（OM）或無機(jī)磷酸鹽促鈣化培14VIC在所有培養(yǎng)基類型和重復(fù)實(shí)驗(yàn)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(xì)胞樣VIC（鈣示蹤劑（Osteosense680）96孔水凝膠陣列中的鈣化進(jìn)行了評(píng)估。5VICs譜的蛋白質(zhì)組學(xué)方法評(píng)估了3D生物打印的VIC水凝膠2DVIC單細(xì)胞培養(yǎng)條件下分別對(duì)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(shí)別目標(biāo)蛋白質(zhì)組同源性蛋白質(zhì)組進(jìn)行了比對(duì)。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(xì)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(yùn)輸以及線細(xì)胞中富集了與調(diào)節(jié)免中存在的免疫細(xì)胞浸潤一致。圖6 CAVD水凝膠模型的細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)揭示了模擬病理過程的轉(zhuǎn)化靶點(diǎn)該研究的目標(biāo)是將體外培養(yǎng)的細(xì)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(xì)胞與CD細(xì)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(xì)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(cè)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(xì)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(fù)調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞增殖（SCG2、PDCD10）和脂肪酸β-氧化3D組織趨勢(shì)一致的水凝膠陣列重現(xiàn)了在2D單細(xì)胞培養(yǎng)中無法捕捉到的疾病的獨(dú)特方面。圖7 3D生物打印模型的細(xì)胞蛋白質(zhì)組能夠最好地重現(xiàn)在鈣化條件下的CAVD細(xì)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(jìn)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(xì)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(gè)）NM條件下細(xì)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(dú)特的負(fù)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(hào)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(dòng)脈瓣相關(guān)的物質(zhì)在深入描述細(xì)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(jì)算分析方和用于單個(gè)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(dòng)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(jìn)。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(xì)胞-基質(zhì)粘附（THBS1、SOD3（VIMMSNCFL2SYNE3、TPM4和410.05，根據(jù)精確二項(xiàng)檢驗(yàn)的蛋白質(zhì)被確認(rèn)為先前與瓣膜疾病有關(guān)（PheGenI，NCBI）。這個(gè)綜合分析突顯了體外鈣化的已知和未知驅(qū)動(dòng)因素。圖10 將細(xì)胞和EV載體衍生的蛋白質(zhì)組進(jìn)行多組學(xué)整合對(duì)鈣化過程中已知和未知的蛋白質(zhì)進(jìn)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(hù)的心室內(nèi)膜在培養(yǎng)條件下已被證明在體內(nèi)驅(qū)動(dòng)獨(dú)特的蛋白質(zhì)特征，并且很可能主要對(duì)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(dá)75bar的壓力，這兩者都已被證明可以誘導(dǎo)肌成纖維細(xì)胞的活VICs來自患有疾病的人類瓣膜，可能包含了該研究團(tuán)隊(duì)之前證明的成骨肌成纖維細(xì)胞樣細(xì)胞的一群細(xì)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(jìn)行了背景ECM的蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，來識(shí)別對(duì)膠原亞型、翻譯后修飾和細(xì)胞-細(xì)胞和EV對(duì)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(kuò)展到識(shí)別驅(qū)動(dòng)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(tuán)隊(duì)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(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜生理環(huán)境的全面監(jiān)測(cè)。約1mHg)圖12活體大鼠傳感實(shí)驗(yàn)及生物相容性表征。(a)實(shí)驗(yàn)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(cè)試大鼠顱內(nèi)壓力變化曲線。(ef24(hH&E13實(shí)驗(yàn)豬無線顱內(nèi)壓原位監(jiān)測(cè)。(a)實(shí)驗(yàn)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(cè)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(jī)、開發(fā)原材料工藝、選擇供應(yīng)鏈以及報(bào)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(jì)融入現(xiàn)有的增材制造設(shè)計(jì)（DfAM）原則中，同時(shí)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(duì)可持續(xù)增材制造的愿景研究表明，雖然增材制造有時(shí)可以減少材料浪費(fèi)，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(chǎng)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(dá)44%的塑料粉末廢料。此外，基于光固化樹脂的打印會(huì)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(jī)能源使用對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。研究顯示，大多數(shù)聚合物3D打印機(jī)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(shí)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(rèn)為，答案在于進(jìn)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(huì)錯(cuò)失開發(fā)新型可持續(xù)增材制造材料和工藝的機(jī)會(huì)。文章概述了如何使增材制造更具可持續(xù)性，并認(rèn)為需要對(duì)增材制造工藝、機(jī)器和材料進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。其中一項(xiàng)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(duì)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(shí)現(xiàn)這一愿景，需要進(jìn)一步改進(jìn)這些漿料的機(jī)械性能。3D打印機(jī)導(dǎo)致可回收聚合物難以回收，因?yàn)镈fAM圖16一種偏遠(yuǎn)地區(qū)增材制造可持續(xù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的方案增材制造的可持續(xù)發(fā)展?jié)摿ξ恼逻M(jìn)一步闡述了如何利用增材制造技術(shù)使現(xiàn)有的設(shè)計(jì)實(shí)踐更具可持續(xù)性。他們認(rèn)為，所有產(chǎn)品的設(shè)計(jì)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(jī)數(shù)量。這是因?yàn)檫@些技術(shù)可以減少生產(chǎn)每個(gè)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(dòng)態(tài)30202462527日，北美最大的增材制造展會(huì)——RAPID+TCT202430也作為消費(fèi)級(jí)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(dòng)力，是培育發(fā)展新動(dòng)能、獲取未來競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)的重要陣地，對(duì)于推進(jìn)瀘州市產(chǎn)業(yè)升級(jí)、科技創(chuàng)新以及經(jīng)濟(jì)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(shí)施新的出口管制措施，涵蓋了多項(xiàng)3D打印機(jī)、半導(dǎo)體、量子計(jì)算機(jī)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(xiàng)法規(guī)由英國出口管制聯(lián)合單位(ECJU)實(shí)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(jìn)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(jī)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(jí)飛行-回收試驗(yàn)，試驗(yàn)取得圓滿成功這是10km級(jí)別飛行-圖22 九州云箭龍?jiān)埔貉跫淄榘l(fā)動(dòng)機(jī)完成10km級(jí)飛行回收試驗(yàn)本次試驗(yàn)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(yàn)，也是國內(nèi)自主研制的深度變推液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)GH4169零件在表性能可靠，室溫抗拉強(qiáng)度大于1300MPa，屈服強(qiáng)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(jī)。祖魯夫是沙特阿拉伯一個(gè)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