編譯／高晟鈞 大多數神經外科醫生在初期都是使用像是水果、花生或是一些肉食動物的組織與器官來進行練習；但目前，這 …

編譯／高晟鈞

大多數神經外科醫生在初期都是使用像是水果、花生或是一些肉食動物的組織與器官來進行練習；但目前，這些來源都不能很好地模擬真實的血管。除了這些來源提供的觸覺回饋不夠真實外，他們也缺少重要的結構細節。

但近期，一種使用矽膠的新型3D列印技術可以製作大腦中血管的精確模型，使神經外科醫生能在手術前進行更逼真的模擬訓練，減少手術過程中的失誤，並大大增加成功率。

3D列印通常使用像是塑料作為原料，在一層又一層地鋪設熔化的塑料後，得到我們需要的結構。然而，許多軟材料並不能像是塑料那樣熔化後重新凝固。所以，如何使用液體製作複雜的3D形狀，並且不會輕易坍塌，成了科學家們致力解決的一項難題。

為此，研究人員開發了一種名為「嵌入式3D列印」（Embedded 3D printing）的技術。這種技術允許用戶將液體困在第二種支撐材料中，待整體結構完成後進行固化。這種技術有利於各種像是水凝膠、微粒甚至是活細胞等軟材料。儘管該技術適合軟材料，但用於矽膠印刷仍有一定的實現難度。由於上文提到的支撐材料大多為水基質的，但油與水具有很高的介面張力，使得3D列印的矽膠結構十分容易變形。

因此，研究人員利用矽油作為支撐材料，來解決介面張力的問題。這種有機矽墨水與有機矽的支撐材料相似，可以有效降低介面張力，同時兩者也可以在組成時於過程中保持分離。這種新的支撐材料是由矽油與水製成的乳液，類似於晶瑩剔透的美奶滋，稱為超低介面張力增材製造，簡稱AMULIT。

這種技術實現了根據3D掃描列印而成的大腦血管，以及人體結構的功能型瓣膜模型。克服這些挑戰也促使了醫療保健行業的發展，並透過個性化植入物來達到更好的治療效果。

資料來源:TechXplore

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記者／竹二 3D列印技術自發展以來，相關的3D列印機器通常都很巨大，但近年來隨著桌上型3D列印技術發展成熟，儼 …

記者／竹二

3D列印技術自發展以來，相關的3D列印機器通常都很巨大，但近年來隨著桌上型3D列印技術發展成熟，儼然已經成為一股趨勢。現在又有製造商挑戰極限，開發超迷你3D列印機，長度跟火柴棒差不多，寬度卻比SD記憶卡還要小，可以說是全球最小3D列印機。

在智慧製造中，3D列印是當前重要發展技術，由於應用層面非常廣泛，且容易達到產品客製化生產，因此許多國家與業者紛紛投入相關技術的研發應用。3D列印的最大特點在於「不受零組件結構的限制」，因此可以製造複雜的模型，效益為大幅縮短業者新產品的研發時間，提升市場進入的速度，目前國防、消費性電子、汽車、航太、重工業等都有相關的應用。

根據國外一家製造商My N Mi在Youtube頻道展示的影片顯示，他們製作了一款3D列印，機身長18公釐、寬31公釐、高41公釐，重量只有17公克，只需要短短幾分鐘就可以印出微小、半透明的綠色機器人模型。

影片中可見，這台3D列印機是由木頭和塑膠所打造，上面裝有馬達，可上下移動構建板，內部會有看不見的LED將光線印到槽中的樹脂材料，他們將小滴樹脂注入罐子後，列印機就會透過背面微型USB接口供電並接收數據。

My N Mi表示迷你3D列印機的最大構建體積為11x11x17公釐，層解析度為0.005到0.3公釐，在列印完成後他們將機器人模型從列印機取出，舉到燈光下仔細看，成品細節也很精緻。不過，目前還不知道這家製造商My N Mi 是如何製造這台3D列印機，也不清楚他們使用哪些零件，之後是否會有更多影片也未知。

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編譯／高晟鈞 經過科學家多年的努力，3D列印技術已經逐漸成熟，應用範圍從衣褲、鞋子等服飾商品到模擬器官組織來幫 …

編譯／高晟鈞

經過科學家多年的努力，3D列印技術已經逐漸成熟，應用範圍從衣褲、鞋子等服飾商品到模擬器官組織來幫助醫生進行臨床試驗；3D列技術無疑在科技發展中有著舉足輕重的地位。

然而，不論是服飾或模擬器官，應該都還未脫離大眾普遍認知的技術範圍內。那你知道3D列印也可以打印出可食用的餐具與碗筷嗎？近期，Adam Watson和Ziynet Boz教授重新定義了3D打印技術，開發出了一款可以從不同噴嘴尺寸的圓柱體，噴出像是馬鈴薯泥的3D食物打印機。

這項技術體現出了許多優點。例如，對於有吞嚥困難或障礙的患者而言，通常依賴半流質或是柔軟的食物，例如優酪乳、馬鈴薯泥或是搗碎的蔬果。但這些食物的成品大多使人食慾盡失、倒盡胃口。而使用3D食品打印機，可以透過將搗碎的胡蘿蔔泥，還原成原來的形狀或是其它菜餚裡所呈現的形式，來提高患者的胃口。

又或者，3D食品打印機可以生產出，給予較為落後的地區或是用於戰爭與飢荒期間的脫水食品。另外父母也可以透過混和不同的食物來源，利用3D食物打印機製作出一份可口、且營養均衡的食物給孩子吃，避免了孩子對看到實體花椰菜、苦瓜等食物後的抗拒。

最重要的是，將麵包、馬鈴薯甚至白飯等主食製作成餐具與刀叉，除了可以不用洗碗外，也減少了浪費水或一次性餐具的使用，大大提高了環保性。

儘管3D食品列印機仍在開發階段，還有一些需要解決的問題；但作者正積極地讓學生們參與到這項開發計畫當中，相信經過優秀幼苗想法的碰撞，可以實現更環保且進步的未來。

資料來源:TechXplore

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編譯／高晟鈞 幾十年來，兩種激光3D列印技術主導著金屬零件的印刷和塗層製造，分別是LPBF工藝和LMD工藝（雷 …

編譯／高晟鈞

幾十年來，兩種激光3D列印技術主導著金屬零件的印刷和塗層製造，分別是LPBF工藝和LMD工藝（雷射金屬沉積）。LBPF是透過激光融化材料，並將粉末以類似冶金的方式，將其黏附在金屬上的固體塗層。LMD則是藉由雷射熔融金屬、合金等材料形成塗層。

LMD和LPMF已成為金屬相關製造業不可或缺的一部分，前者具有高生產率，後者則可用於極其精細和複雜組件的3D列印；這兩項技術的重要性，除了在於可以對原本的零件進行塗層升級外，更重要的是維修，透過局部熔覆後，可以修復磨損或有缺陷的零件。

2012年，Fraunhofer ILT和RWTH Aachen大學主席首次展示出了EHLA 3D列印技術，而這項技術也在近期趨於成熟階段。這項技術在首度提出後便引起了廣大工業領域的迴響，被應用在了海洋領域的液壓缸、汽車的活塞、氣缸、軸承鍍膜等地方。

EHLA是集合了LPBF和LMD兩者工藝技術優點於一身的3D列印技術，具有高生產率和並可被用於精細的組件製造。EHLA 3D目前可以高效地製造已經接近最終輪廓的零件，在提高列印速率的同時，還創造了更薄的塗層厚度。並且，通過機器技術和程序調整，它可以在創紀錄的時間內完成結構複雜的3D列印，與LMD工藝相比，節省了達2倍的時間。

另外一項優點是此項激光技術的熱量輸出較低。傳統的激光技術會在塗層過程中，直接將熔池熔化在零件上，但EHLA不是；這也使得其可以對和冶金不相容的熱敏感材料進行焊接和加工，例如鋁和鈦。

這項技術被認為將大大的改變了日後的零件加工產業，包括了生產與維修等；該技術被認為更加的高效與環保。在不久的將來，該技術能夠輕鬆且經濟高效地大規模生產複雜的結構，並且生產各式個性化的組件。

資料來源:TechXplore

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編譯／高晟鈞 水凝膠，是一種遇水會凝固成膠狀物的物質；廣義而言，我們平常吃的仙草、燕窩、或是施打的玻尿酸都屬於 …

編譯／高晟鈞

水凝膠，是一種遇水會凝固成膠狀物的物質；廣義而言，我們平常吃的仙草、燕窩、或是施打的玻尿酸都屬於水凝膠的一種。狹義而言，在科學領域所指的水凝膠大多屬於化學性水凝膠，主要用於生物醫學和醫療等材料平台。

過去十年來，工程師和材料學家致力於軟水凝膠電子設備的開發，包括生物醫學傳感器、藥物運送設備和人造組織等；然而，這些設備的生產成本十分昂貴，也是目前技術普及所遇到的主要困境。

近期，由西湖大學周南嘉博士領銜的研究團隊，於Nature Electrons上發表了一篇論文，他們開發了一種新型基於軟水凝膠材料的3D列印技術，可以改善以往生產成本過高的缺點。

目前市面上大多軟性電子設備，都是由基於柔軟的彈性聚合物製成；然而，有許多研究證實，水凝膠製成的電子設備更接近人體結構，可以降低免疫反應發生的風險。

研究團隊開發了一種利用水凝膠支撐基質和可拉伸銀製水凝膠墨水的3D列印技術，透過銀的可導電性與水凝膠的支撐形成一種柔軟且可拉伸的電子設備。他們發現，銀導電填料與水凝膠顆粒的結合會在3D列印產品中形成隔離結構，進而增加其導電性；並藉此開發出多種高效能的傳感器和生物電極；更為重要的是，這種3D列印技術的生產成本遠低於以往的軟性電子設備。

研究團隊通過3D打印技術與LED和芯片組件集成的水凝膠電子設備，為各種水凝膠電子設備的製造奠定了良好的基礎。作者表示，他們現在仍盡力尋找更好的材料優化方法，例如具分離結構的油墨導電系統的研究，可能可以進一步提升水凝膠裝備的導電性。

資料來源:TechXplore

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編譯／高晟鈞 是近年來相當熱門的話題之一，儘管3D列印的技術逐漸成熟，但仍然有許多人不了解其中的技術和原理。儘 …

編譯／高晟鈞

是近年來相當熱門的話題之一，儘管3D列印的技術逐漸成熟，但仍然有許多人不了解其中的技術和原理。儘管大部分民眾認為食物、房子、汽車、衣服和食物等是無法利用3D列印的物體；但實際上，3D列印已經達到無所不能的地步，這些例子都可以利用3D列印技術達到。

近期，Skoltech的研究人員使用3D列印機製造了材料科學以前未知的青銅鋼和金樣品；這種新型合金融合了青銅和鋼的獨特物理優點，可以用於製造飛機和火箭發動機的燃燒室，研究結果發表於Materials & Design上。

該研究有史以來第一次使用稱為直接激光沉積的3D列印技術，利用激光融化金屬粉末並合成2種青銅鋼合金，獲得了所謂的準均質合金和三明治結構。在前者中，兩種材料均勻的混和在樣品中；而後者則由一系列交替的0.25毫米厚的青銅和鋼層組成一個像三明治一樣的結構。

當3D樣品融合條件不合適時，容易造成結構變形，或在列印過程形成破裂層；而研究團隊利用光學和電子顯微鏡研究其內部結構，準均質合金中的形狀或微型結構都相當穩定:而三明治夾結構在多項機械測試中表現良好，證實了兩者的融合性相當之高。

這項新的由3D激光列印而成的青銅鋼合金，保有了兩項金屬各自的優點，鋼可以抵抗火箭發動機燃料產生的高溫，而青銅則擁有好的導熱和冷卻能力，由兩者結合而成的材料可以打造一個兩全其美的火箭發動機燃料室。

這項技術將可以應用在更多領域，例如製造由強化高溫合金製成的渦輪葉片，可以帶有青銅製成的冷卻通道；透過3D列印可以實現將兩種不同材料無縫地接合在一起，實現更廣闊的材料應用。

資料來源:TechXplore

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記者／吳聞 基隆長庚醫院與陽明交通大學合作開發新型顏面金屬骨板，利用3D列印技術，骨板同時具有輔助骨折復位與固 …

記者／吳聞

基隆長庚醫院與陽明交通大學合作開發新型顏面金屬骨板，利用3D列印技術，骨板同時具有輔助骨折復位與固定的功能，根據病患個別的需求，提供更為精確的重建效果；客製化顏面金屬骨板目前已申請到衛署許可，可供臨床應用。

由於顏面是3D的立體結構，以往手術使用鈦金屬或合成的人工骨，只能做二維平面的修補，在固定上常需徒手反覆彎折，往往因修補或彎折不易，導致移位或修補不足，影響手術結果。根據長庚醫院外傷中心的統計，國內每年約有三百人因外傷導致顏面骨折至醫院接受手術治療。造成顏面骨折的原因主要有機車、汽車車禍、運動傷害、跌倒及打架所引起，其中又以機車車禍佔85%最高。

基隆長庚醫院整形外科陳志豪醫師表示，一般顏面骨折建議在受傷後2-3個禮拜內手術，因為此時骨折處尚未癒合，可藉由附近穩定且正常的解剖位置當參考點，進行骨折的復位及固定手術，以達到恢復受傷前顏面外觀的效果。但對於複雜性的骨折，如粉碎性骨折或合併多處骨折，就增加了手術的困難。

陳志豪醫師分享一名北部知名體育大學學生林同學的案例表示，林同學也是桌球選手，某次到校途中發生機車車禍，導致顏面外傷及身體多處擦傷，當時只覺得右臉腫脹麻木，並不以為意，於是在簡易外傷處置後便返家休息。一星期後原本腫脹的臉逐漸消腫，但臉部麻木的情形並未改善，眼睛看某個角度時也有疊影現象，而且感覺臉部不太對稱，在家人陪同下至基隆長庚整形外科進一步診療。

經由電腦斷層檢查發現，林同學不但右側顴骨骨折合併移位，且眼窩底及內側骨也有爆裂性骨折，理學檢查也發現明顯左右臉不對稱，右眼也有內陷的情形。基隆長庚醫院整形外科結合3D列印科技及客製化的顏面金屬骨板，幫林同學進行顱顏精準外傷重建手術。

林同學在重建右側顴骨及眼窩骨後，恢復原本對稱的顴骨及眼球位置，臉麻及複視的現象也逐漸改善，讓林同學和家人終於安心。陳志豪醫師團隊結合3D列印技術及客製化的金屬顏面骨板從事顱顏精準外傷重建手術，成果卓越，已接連榮獲第十八屆國家新創獎學研新創及臨床新創的獎勵。

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編譯／鄭智懷 近年來，全球再生能源產業蓬勃發展，相關創新技術如雨後春筍般的湧現。在2022年，風電產業的五項創 …

編譯／鄭智懷

近年來，全球再生能源產業蓬勃發展，相關創新技術如雨後春筍般的湧現。在2022年，風電產業的五項創新技術發展，有望改變該產業的未來前景。

一、浮動式離岸風電

全球各國推動浮動式離岸風電招標項目的熱度不減，譬如美國、加拿大、希臘和台灣推動新風電投資項目。而各大風電開發商也已經不滿足於國內市場，紛紛向海外進軍。於此同時，各製造商也不斷推出新的離岸風電平台設計以滿足市場需求，或是透過併購提升競爭力。

二、葉片回收

長期以來，風電產業界一直在尋求解決如何處理廢棄風機葉片，以及作業流程衍生的化學廢棄物的方案。

通用電氣（GE）旗下的 LM Wind Power在2022年推出一款長62公尺且可完全回收的風機葉片，並且透過全自動化製程減少能源的消耗。

西班牙能源集團伊比德羅拉（Iberdrola）則在西班牙興建歐洲首家大規模風機葉片回收廠，預計在2024年投入營運。

值得一提的是，密西根州立大學（Michigan State University）投入新材料的研發，推出可用於製造風機葉片新型複合樹脂。該材料不僅可重複回收且製成風機葉片，還可供人食用。

三、3D列印技術

風電製造商在2022年開始將目光轉向3D列印技術，希望藉此降低生產成本。通用電氣在今年投資專門從事 3D 列印的COBOD International，以研發出實用的3D 列印風力發電機塔。

此外，中國風電設計與製造商金風科技也宣佈在此領域取得突破，利用3D列印技術將回收葉片打成的碎粒製成實驗品，並聲稱其擁有與混凝土一樣強度與耐用度。

四、木製模組化風力發電機塔

瑞典設計和工程公司Modvion正在開發由模組化與合板（laminated wood）結構設計的風力發電機塔技術。該公司聲稱，相較於使用鋼鐵和混凝土的傳統技術，木製塔架可以減少三成的碳排放量。同時，模組化設計的木製塔架也更容易透過公路運輸，並且擁有超過鋼製塔架的強度。

目前，Modvion已經完成一支 38 公尺高的木製塔架原型，並正在建造另一座高達100公尺的木製塔架。

五、木製葉片

芬蘭造紙業巨頭Stora Enso和德國初創公司Voodin Blades正在生產由木材製成的葉片，作為目前主流以碳纖維和玻璃纖維打造葉片的替代品。

Stora Enso指出，該技術是為了取代目前不環保的葉片主流產品。兩家公司表示，除了低碳足跡和更高的高承載力之外，木製葉片無需使用重型設備即可進行運輸。目前，Stora Enso和Voodin Blades已經推出20公尺的葉片原型，並展開80公尺葉片的研發與生產。

資料來源：Windpower Monthly

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