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3D新聞

從科幻到現實:多個領域試水3D打印技術

星之球科技 來源:第一財經日報2012-09-08 我要評論(0 )   

阿諾爾德走到一台奇特的大機器前,按下按鈕,對它響亮而清楚地說:我要硬鋁螺帽,直徑4英寸。接到指令後,機器發出低沉的轟鳴聲,燈光閃爍,閘板緩緩打開,人們(men) 眼前赫然...

阿諾爾德走到一台奇特的大機器前,按下按鈕,對它響亮而清楚地說:“我要硬鋁螺帽,直徑4英寸。”接到指令後,機器發出低沉的轟鳴聲,燈光閃爍,閘板緩緩打開,人們(men) 眼前赫然出現了一顆閃光發亮的螺帽。

  有了這台“萬(wan) 能製造機”,製造出活蹦亂(luan) 跳的大蝦、口香糖、手表、沙拉醬都不在話下。

  這是美國科幻作家羅伯特•希克利描寫(xie) 的關(guan) 於(yu) “萬(wan) 能製造機”的場景。人類去太空生活需要2305件不同的物品,但飛船的空間有限,隻要一台“萬(wan) 能製造機器“,一切問題迎刃而解。

  這也許並非天方夜譚,3D打印技術正在將科幻帶到現實。

  今年7月,英國《每日郵報》報道稱,美國賓夕法尼亞(ya) 大學宣布用改進的3D打印技術打印出了鮮肉,這種利用糖、蛋白質、脂肪、肌肉細胞等原材料打印出的肉具有和真正的肉類相似的口感和紋理,就連肉裏的微細血管都能打印出來。

 

  多個(ge) 領域已開始試水

  簡單來講,3D打印機是利用光固化和紙層疊等技術的快速成型裝置。它與(yu) 普通打印機工作原理基本相同,打印機內(nei) 裝有“打印材料”,通過成型設備把“打印材料”以疊加的方式製成實物模型。

  世界上第一台3D打印機誕生於(yu) 1986 年,美國人 Charles Hull 發明,他成立的3D Systems 是世界上第一家生產(chan) 3D打印設備的公司,所采用的技術被稱為(wei) “立體(ti) 光刻技術”,利用紫外線照射可將樹脂凝固成形來製造物體(ti) 。1992年,該公司賣出第一台商業(ye) 化產(chan) 品。

  到現在,3D Systems已經和Stratasys公司一起,成為(wei) 了全球最知名的3D打印機兩(liang) 巨頭,他們(men) 去年的年營業(ye) 收入分別為(wei) 2.9億(yi) 美元和1.7億(yi) 美元,產(chan) 品覆蓋汽車、航空航天、消費電子、娛樂(le) 、醫療等多個(ge) 領域。

  過去一年,從(cong) 器官到鮮肉,再到房子、飛機,從(cong) 某種意義(yi) 上說,隻要3D打印使用的耗材足夠廣泛,它就能創造無限可能。

  美國《福布斯》雜誌報道稱,歐洲飛機製造公司Airbus(空客)的設計師正計劃從(cong) 飛機零部件開始,在2050前達成3D打印飛機的計劃。這一計劃耗資不菲,但相較於(yu) 傳(chuan) 統飛機製造,3D技術造就的飛機重量輕了65%,大幅縮減操作成本。

該公司還稱今年年底,空客會(hui) 在A380客艙裏先使用3D打印的行李架,而其生產(chan) 的軍(jun) 用飛機“台風”式戰鬥機,此前已經使用了3D打印的空調係統。

 

  還有一名自稱“HaveBlue”的美國人,在3D設計分享網站Thingiverse發文稱自己最近成功打印出手槍的部分組件,並結合真槍其他部件製作成一把槍。他曾在農(nong) 場進行了試槍,累計射擊200餘(yu) 次,槍身依然完好無損。

  在醫療健康方麵,3D打印技術已經開始擁有更多實際的應用。

  今年2歲的艾瑪患先天性多關(guan) 節攣縮症,這種疾病的症狀為(wei) 四肢不能伸直,肌肉僵硬。通常成年患者會(hui) 佩戴金屬機械臂以幫助手臂活動,但剛滿兩(liang) 歲的她由於(yu) 太小,無法佩戴市麵上生產(chan) 的金屬機械臂。兩(liang) 名美國科學家別出心裁地想到了3D打印機,他們(men) 將成人使用的機械臂按比例縮小,並將打印命令輸入3D打印機,3D打印機可以直接製作出輕快的機械臂,現在艾瑪可以戴著這種機械臂自由活動雙手。

  據悉,目前美國已有15名患先天性多關(guan) 節攣縮症的兒(er) 童戴上了這種機械臂。隨著他們(men) 的成長,這種機械臂可以不斷進行更換。

 

  第三次工業(ye) 革命?

  近日,美國國家增材製造創新學會(hui) 開始投入了7000萬(wan) 美元,希望能把3D打印技術推廣到過去未曾涉足的新領域。在電腦上調整設計稿之後,就能在無需重新整備機器、無需建設新工廠的情況下製造產(chan) 品。

  這種基礎研究的成果正是基於(yu) 這一想法,當你還能夠打印一件東(dong) 西的時候,為(wei) 什麽(me) 還要費勁去製造它?

  現在,英國《經濟學人》已經開始將它視作是“與(yu) 其他數字化生產(chan) 模式一起推動實現第三次工業(ye) 革命”。

 

  《經濟學人》稱,以3D打印為(wei) 代表的第三次工業(ye) 革命,以數字化、人工智能化製造與(yu) 新型材料的應用為(wei) 標誌。它的直接表現就是工控計算機、工業(ye) 機器人技術已進入成熟階段,即成本明顯下降,性能明顯提高,工業(ye) 機器人足以在很多方麵替代流水線上的工人。

  不過,要真正走入大眾(zhong) 主流的視野,3D打印還麵臨(lin) 至少三方麵的考驗:一是3D打印材料的可用性,二是成本居高不下,三是知識產(chan) 權保護問題。

  相關(guan) 數據統計,2011年3D打印市場規模17.1億(yi) 美元。盡管這一數字僅(jin) 占全球製造市場的0.02%,但有業(ye) 內(nei) 人士預計,到2020年之前,3D打印機將可以從(cong) 事小規模生產(chan) ,製造過去的勞動密集型工藝品和商品。

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