有机硅是一种在医疗行业应用广 泛的高分子弹性体，其最大优点是成分简洁，安全可靠，具 有良好的生物相容性。相较于其他材料， 它具有独特的优势：与 PVC 材料相比， 有机硅材料不需要添加增塑剂就可以达 到很柔软的效果；与乳胶材料相比，有 机硅材料没有致敏的风险；与热塑性弹性体材料相比，有机硅材料具有更可靠 的耐温、耐压变性能。同时，有机硅材 料本身具有固、液两大形态，适用于多种成型工艺，能够很好地适应医疗行业 纷繁复杂的加工需求。

以前，有机硅成型主要采用复杂的 注塑成型工艺：生产商必须首先准备好模具，然后将液体硅橡胶加压注入其中。 这种方法成本过高，只适合大规模生产。 有机硅 3D 打印则实现了全新的部件设 计。有机硅 3D 打印可以覆盖产品不同的 生命周期，无需使用任何工具或模具， 便可直接将数字模型转换为实物，从而降低生产成本、节省生产时间、大幅缩 短工艺周期，同时在产品开发期间快速 改进产品；另一方面，有机硅 3D 打印还 可对结构复杂的功能性部件和原型件进行功能整合。

瓦克化学是一家拥有 70 多年历史 的有机硅材料供应商，也是全球很早进入有机硅开发的公司之一。瓦克 ACEO® 3D 打印技术是全球首项用于液体硅橡胶 组件增材制造的工业级技术。凭借其独 特的“按需喷墨”技术，ACEO® 可确保 充分的设计自由度，用于打印高功能性部件，同时保持硅橡胶的耐高温性、抗 辐射性及生物相容性等优异性能。采用 ACEO® 技术打印而成的硅橡胶组件广泛 应用于汽车、航空航天、医疗、设备行 业以及机械工程等众多关键行业。

3D 打印解剖模型

ACEO® 独特的基于有机硅弹性体的 “按需喷墨”技术可用于打印结构复杂的三维解剖模型。此类模型模拟生物力学的逼真度达到了前所未有的水平。有机硅弹性体具有出色的柔韧性与弹性， 并且易于切割和缝合，尤其适用于复制血管、心脏、肌肉或皮肤等柔软的组织。 ACEO® 3D 打印技术可用于复制人体器官，制造具有生物相容性的硅橡胶组件， 此类组件在科学领域和医疗行业的需求 始终持续增长。近期，瓦克 ACEO® 团队推出了解剖模型系列。它与多家大学、 诊所和研究机构的专家共同开发了一个 包括血管、主动脉弓、主动脉瓣和三尖 瓣模型在内的基础产品系列，并计划在 大众市场上推广。

解剖模型在当今的医疗应用中具有显著优势。它们在临床训练、手术计划可视性和模拟性、病情告知以及医疗器 械开发过程中的模拟环节均大有用武之地，甚至还可用作精密假肢的定制模型。 由于其外观和触感比其他材料更接近人体，解剖模型在临床应用、大学及研究机构中扮演着越来越重要的角色。

3D 打印在牙科领域

3D 打印在牙科领域拥有长久的应用历史。牙科的数字化技术可追溯到 20 年前。当时牙冠的标准制造流程是先获得 牙齿印记，再将其送到实验室用石膏浇注。然后，牙科技师对石膏进行 3D 扫描采用以创建 CAD 结构。之后，数据被传送到 CNC 铣床或金属 3D 打印机上生产定制 的牙冠。这段时间发生的变化是牙医在本世纪之前很少使用口内 3D 扫描仪。随 着时间的推移，牙齿印记和石膏部件逐渐被淘汰。

近期，慕尼黑口腔修复综合医院的牙科实验室在一个项目中选用了 ACEO® 来进一步推动增材制造的人工牙龈的应 用。人工牙龈是牙冠生产过程中的植入 物。患者口腔的数字印记和物理印记都可获得，但真实牙龈的柔软和敏感是无法进行数字化计算的。因此，打造完美 的牙冠需要一种更真实的牙龈模型，其材料应比石膏更柔软并且可以改变形状。 有机硅的特性与牙龈相似。它们不可渗透并且通过了医学分类 IIa 测试，它们具有不同的硬度和颜色，因此 3D 打印部件 的外形和触感都很逼真。另一方面，目前尚未开发出适用于有机硅加工的减材 制造技术，通过 3D 口内扫描仪获取数据时，创建实体模型的唯一方法是进行铣削或打印。ACEO® 使用高质量材料，用 紫外线固化，并且不添加增塑剂，因此不会影响触感和机械性能。它为制造人 工牙龈提供了完美的解决方案。

3D 打印生物模型

生物模型是探索解剖结构及其特性的医学工程。它可分为个人模型和通用模型。个人模型可用于术前测试、假体制造或矫正手术等目的。通用模型则具 有教育功能。

医院和口腔颌面等外科医生越来越 多地对这些模型进行单独 3D 打印。直至今日，3D 打印材料的选择仍然有限，因此这些模型仅可用于有限用途。同时，诸如磁共振成像（MRI）和计算机断层扫描 （CT）等现代放射学程序提供的解剖学 数据也可用于创建 3D 打印有机硅模型。

3D 打印的生物模型可用于创建具有 复杂内部结构的有机结构，并且应用范围广泛。有机硅弹性好、可变形且易于切割和缝合无疑也是一大优势。有了这类模型，医生便可向病人展示其内部器官的情况以及需要采取的治疗手段。例 如，外科医生可以使用成像数据 3D 打印患者的心脏，并在几乎真实的条件下预习手术步骤，从而预测并减少手术过程 中的突发问题。

基于 MRI 或 CT 数据的有机硅 3D 打印生物模型提供了无限的机会。未来， 各种新应用将层出不穷。例如，通过 3D 打印的定制有机硅呼吸面罩和助听器不久即将问世。

前景与挑战有机硅

3D 打印是一种新兴的技术， 但是已经开始逐步有应用落地，未来在工业领域应用范围会越来越广。利用 3D 打印对复杂形状不敏感、无需开模等优势，越来越多的创新设计正在涌现，生产效率也得到有效提升。全世界不仅在探索 3D 打印在原型打印、小批量及零部件打印方面的潜能，而且越来越多利用真正的 3D 结构的优势实现创新设计，例如：解剖模型、晶格结构的使用，以及 机器人抓手等。因此，有机硅 3D 打印仍 有巨大的发展空间。

但是，一项新技术的发展总是伴随着阻碍，由于市场对 3D 打印的认知不足 和资格审查流程标准不明确，市场上出 现了一些低性能产品，损害了有机硅的声誉。对于那些并非从传统流程了解有机硅的用户而言，这种情况尤为严重。 因此，专业组织、行业协会等机构应积 极解决有机硅 3D 打印的标准制定问题。 制造商应与客户紧密合作，利用有机硅 3D 打印技术使生产变得更加灵活，能够对不同需求快速做出响应。