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3D新聞

小到一枚螺絲釘,大到火箭發動機,3D打印技術為何如此強大?

星之球科技 來源:科學在最前沿2021-03-24 我要評論(0 )   

導語:你有沒有想象過這樣一種場景,將你需要的物品的圖紙輸入打印機,就可以打印出你想要的實物。這看起來有些不可思議,但它確確實實已經進入到我們(men) 的生活了。3D打印...

導語:你有沒有想象過這樣一種場景,將你需要的物品的圖紙輸入打印機,就可以打印出你想要的實物。這看起來有些不可思議,但它確確實實已經進入到我們(men) 的生活了。3D打印,打印的原理和普通的打印機差不多,打印的結果卻完全不同。普通打印機打印出來的,都是平麵圖像。3D打印機打印出來的,卻是真實的物體(ti) !3D打印機功能非常強大,小到家用物品,大到火箭飛機,通通都可以打印出來。甚至於(yu) 可以打印細胞,打印人體(ti) 器官。

013D打印技術的發展

1、初創階段

1986年,美國人查克·赫爾在工作時突然萌生了一個(ge) 非常大膽的想法,能否用打印機來打印出所需要的物品。很快,在這一年,他發明了3D打印技術。他的想法是用液態樹脂和固態激光,來進行立體(ti) 的打印。同時他獲得了3D打印的專(zhuan) 利,並成立了第一家從(cong) 事3D打印技術的公司。

2、九十年代

自查克·赫爾發明3D打印技術之後,很快,關(guan) 於(yu) 這項技術的研究就迅速擴展了。1992年,麻省理工學院開發了第一台3D打印機,並獲得了3D印刷技術專(zhuan) 利。兩(liang) 年後,ZCorp公司經過艱難的談判,終於(yu) 從(cong) 麻省理工學院獲得了生產(chan) 3D打印機的唯一授權。從(cong) 此刻開始,3D打印技術正式進入商業(ye) 應用階段。

3、進入二十一世紀

2005年,ZCorp公司推出了全球首款彩色3D打印機,2010年,全球第一款3D打印汽車成功問世。3D打印技術進入了一個(ge) 新紀元,隨著打印汽車的出現,各種大型的機械和物品紛紛被3D打印機“創造”出來。2011年,南開普敦大學成功用3D打印機打印出一架飛機,2012年,蘇格蘭(lan) 的科學家用3D打印機成功打印出人體(ti) 肝髒。各種不可思議的物品,似乎都可以被複製出來。

023D打印的適用領域

1、航天技術

3D打印在航天技術上的應用正在不斷地擴大,2014年NASA用3D打印機打印出一架天文望遠鏡,開啟了3D打印技術在航天技術上應用的先河。這架3D打印的天文望遠鏡,性能比用普通方法製造出的天文望遠鏡更優(you) 良,結構更加簡單。幾個(ge) 月後,NASA又完成了全球首款3D打印的火箭發動機的試車工作。2015年,英國的一個(ge) 航天愛好者團隊,用3D打印技術成功打印出了一枚火箭,並嚐試點火發射。未來,3D打印技術在航天領域將會(hui) 大規模應用,它不單單可以打印火箭,甚至可以打印飛船。或者可以直接在太空中打印空間站,這樣就可以免去複雜的空間站裝配工作,打印出的空間站將更加簡單,性能也更加可靠。

2、醫學領域

3D打印技術在醫學上的應用,將有望解決(jue) 很多疑難雜症。用3D打印技術,可以打印出人體(ti) 組織或者人體(ti) 器官。換句話說,它可以批量生產(chan) 人體(ti) “配件”當人體(ti) 的某一部分損壞時,隻需要取出一個(ge) 細胞,就可以打印出人體(ti) 幾乎全部的器官和部位。2017年,瑞士聯邦理工學院的博士生科爾斯成功打印出一顆人工心髒。醫生甚至可以將患者的患病部位用3D打印模型完全複製出來,在體(ti) 外進行完整的手術模擬,以獲得最佳的手術方案,減輕手術風險。

3、微電子行業(ye)

微電子行業(ye) 最主要的一個(ge) 東(dong) 西就是芯片,芯片是電子設備的大腦。不論是個(ge) 人電腦、手機還是小型的嵌入式設備,沒有芯片就形同虛設。芯片的製造是非常困難的,它的刻錄都是納米級的。一塊指甲蓋大小的芯片,就要集成將近上千億(yi) 個(ge) 電路,這就相當於(yu) 在指甲上畫上幾萬(wan) 幅《清明上河圖》這對技術的考驗實在太大了。3D打印,就可以幫助解決(jue) 這個(ge) 問題。隨著技術的完善,3D打印將能夠完成納米級別的打印,甚至可以直接複製出筆記本電腦。而且,打印出來的筆記本電腦,居然還可以用。

033D打印麵臨(lin) 的問題

1、材料成本昂貴

3D打印的打印材料可不是普通的油墨,而是金屬、陶瓷、樹脂等特種材料。這些材料要滿足打印機的打印標準,就要進行反複的加工,而不是直接將材料扔進打印機裏那麽(me) 簡單。比如,金屬材料,就要先將金屬磨成粉狀,然後再放入打印機。有些材料的價(jia) 格非常昂貴,這就導致了使用打印機的費用非常高。昂貴的成本、昂貴的使用費用,使得很多人對其望而卻步。除了一些像航空航天這樣的特種工程可以承擔的起,普通的民眾(zhong) 是無法承擔如此貴重的開銷的。如果3D打印的成本降不下來,它將永遠無法普及。

2、打印機亟待革新

打印機也是限製3D打印技術發展的一個(ge) 重要因素,目前的3D打印機,根本就不能按照使用者的要求做到可以隨意打印。它的專(zhuan) 用性很強,現在的商用打印機,最多隻能打印一些模型。一些特種領域的3D打印機,受到機器的限製更強。比如航天領域的3D打印機,打印火箭的就隻能打印火箭,不能打印其他物品,連和火箭相關(guan) 的火箭發動機也打印不了。如果打印機無法突破機器本身的限製,3D打印將會(hui) 處於(yu) 一個(ge) 非常尷尬的境地。

3、無法進行大量生產(chan)

3D打印的技術決(jue) 定了它無法在工業(ye) 上應用,進行大量生產(chan) 。它隻能做一些“修修補補”的工作,比如汽車少了一顆螺絲(si) ,或者是少了其他零件,可以用3D打印機打印出來,應急使用。它最多可以進行小批量生產(chan) ,要做到大量生產(chan) 是不可能的。首先,3D打印非常慢,第二,就是它的成本非常昂貴,這是工廠生產(chan) 所不能接受的。所以,3D打印技術要想真正的大規模普及,還有非常遠的路要走。

結語:3D打印技術幾乎滿足了我們(men) 對打印機的所有幻想,因為(wei) 有了它,所以,拔一根猴毛變出猴萬(wan) 個(ge) 的神話正在實現。這項神奇的技術,在未來的發展,前景將是非常光明的。雖然現在,囿於(yu) 技術所限,猴毛變猴子的大膽想法還停留在一個(ge) 初級階段。 但是,隨著技術的進步,它終有一天可以實現。人類就是這樣,敢想敢幹,有著非凡的智慧和思維能力,讓自己的想法變成現實。


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