【中國(guó)禮品網(wǎng)訊】很多人對(duì)近期媒體大肆報(bào)道的3D打印技術(shù)頗為關(guān)注,也期待著能夠擁有一臺(tái)這樣的產(chǎn)品,制造出自己想要的東西,但對(duì)于何為3D打印技術(shù),我想大部分人還不夠了解。
關(guān)于3D打印技術(shù),有人說(shuō)是2D打印技術(shù)的升級(jí),有人說(shuō)是與傳統(tǒng)打印機(jī)完全不找邊際的新技術(shù),我們也在網(wǎng)絡(luò)上找到了幾個(gè)較為靠譜的解釋。
第一種解釋是將這項(xiàng)技術(shù)稱為快速成型技術(shù)的一種,它是以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù),3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,過(guò)去其常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型,現(xiàn)正逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造,已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件,該技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工(AEC)、汽車,航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。
第二種解釋是更為國(guó)產(chǎn)化的解釋,“3D打印實(shí)際上是對(duì)一系列‘增材制造’技術(shù)的總稱,所謂增材制造,是指不經(jīng)過(guò)車、銑、鉆等傳統(tǒng)‘減材’切削加工,而是通過(guò)堆疊材料來(lái)直接形成最終產(chǎn)品的一種制造理念。”
說(shuō)了這兩種解釋,也許大家會(huì)發(fā)現(xiàn),確實(shí)與傳統(tǒng)的打印設(shè)備毫無(wú)關(guān)系,那么,在了解了3D打印技術(shù)的工作原理后,也許你會(huì)稍稍改變看法。
3D打印技術(shù)的原理是,首先用電腦軟件將立體物體的3D數(shù)據(jù)切成薄片,薄片數(shù)據(jù)基本是平面,然后用融化的樹(shù)脂代替墨水將薄片打印在臺(tái)子上,印完一張以后,用融化的樹(shù)脂在上面再印刷下一張,因?yàn)樘幱谌诨癄顟B(tài),因此前兩張會(huì)粘在一起,變成2倍的厚度,3D打印機(jī)就是這樣重復(fù)操作,還可以用金屬粉和激光等方式代替融化樹(shù)脂。
這種技術(shù)其實(shí)也是通過(guò)打印技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn),只不過(guò)是將打印頭中噴出的物體進(jìn)行堆疊,以形成立體的實(shí)物,這項(xiàng)技術(shù)的推出,被業(yè)界稱為第三次工業(yè)革命,也可見(jiàn)其在市場(chǎng)上的影響力,那么,這種技術(shù)究竟能干什么,能為人類帶來(lái)哪些福音呢?
3D打印能干什么?
說(shuō)到3D打印能干什么?也許你在媒體的報(bào)道中能看到許多,包括打印模型、服裝、房屋、汽車,甚至是槍支等產(chǎn)品,真的是只有想不到,沒(méi)有做不到的。
受制于原材料的限制,目前應(yīng)用最多的還是打印實(shí)物模型,之前有媒體報(bào)道,汽車業(yè)巨頭福特公司在美國(guó)公司的每一個(gè)工程師工作站里配置了一臺(tái)3D打印機(jī),還計(jì)劃為每一個(gè)工程師單獨(dú)配備一臺(tái)小型的機(jī)器。
配備這種3D打印機(jī)的主要作用是打印設(shè)計(jì)模型,在福特位于硅谷的試驗(yàn)室中,設(shè)計(jì)師完成部分設(shè)計(jì)后,可以將3D設(shè)計(jì)方案通過(guò)電子郵件發(fā)送給位于福特汽車迪爾伯恩總部的同事,總部的同事可以使用被稱作MakerBot Thing-O-Matic這個(gè)利用塑料作為材料生產(chǎn)原料的設(shè)備打印出該部件的模型,相比以往的技術(shù),3D打印技術(shù)成本更低,所以,現(xiàn)在福特已在如換擋柄、儀表和顯示模塊的開(kāi)發(fā)中嘗試應(yīng)用3D打印技術(shù),目前,由3D打印技術(shù)制造出的模型已經(jīng)幫助設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)了C-MAX、Fusion(蒙迪歐-致勝的換代車型)混動(dòng)車型的變速器外殼、減震器外殼;福特翼虎使用的產(chǎn)于美國(guó)路易斯維爾工廠的EcoBoost四缸發(fā)動(dòng)機(jī)部分部件;F-150的3.5升EcoBoost發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管等等相關(guān)部件。
相比于汽車巨頭的保守,早就有人將3D打印技術(shù)應(yīng)用于汽車的整體打印,一位名叫Jim Kor的人和他的Kor Ecologic團(tuán)隊(duì)合力研發(fā)出了可以打印汽車的3D打印機(jī),并打印出了首輛可以真正開(kāi)上路的汽車,命名為Urbee 2,也許你早就知道這個(gè)名字,但你肯定沒(méi)有機(jī)會(huì)嘗試駕駛過(guò)它。
據(jù)這輛車的創(chuàng)始人介紹,3D打印的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是具有其他片狀金屬材料所不具備的靈活性和可塑性,傳統(tǒng)的汽車制造是生產(chǎn)出各部分然后再組裝到一起,3D打印機(jī)能打印出單個(gè)的、一體式的汽車車身,再將其他部件填充進(jìn)去,據(jù)稱,新版本3D汽車需要50個(gè)零部件左右,而一輛標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的汽車需要成百上千的零部件,那么這樣一來(lái),3D打印技術(shù)生產(chǎn)的汽車,真的可以大幅降低汽車的生產(chǎn)成本,并使未來(lái)的汽車更為個(gè)性化。
其實(shí),3D打印技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)更多的應(yīng)用,比如打印服裝,讓你每天都可以穿上不同的衣服,而不用擔(dān)心花費(fèi)和你衣櫥的空間,還比如給寶寶的玩具,不用再擔(dān)心買到的玩具使用了不干凈的材質(zhì),或者寶寶會(huì)對(duì)玩具喜新厭舊,總之一切由你說(shuō)了算。
3D打印能為我們帶來(lái)什么?
其實(shí),前面說(shuō)的技術(shù)3D打印產(chǎn)品,都已經(jīng)應(yīng)用,還有更多值得期待的產(chǎn)品還在研發(fā)中,而這些產(chǎn)品,不僅可以提升我們的生活質(zhì)量,甚至可以挽救生命。
打造人體器官也許是最令人欣喜,或者是最聳人聽(tīng)聞的消息,之前有報(bào)道稱,3D打印技術(shù)已經(jīng)可以打印出鮮肉,而又科學(xué)家已經(jīng)打印出活體胚胎干細(xì)胞,人類胚胎干細(xì)胞能夠進(jìn)行自我復(fù)制并形成人體內(nèi)的任何一種細(xì)胞,它們被視為人體替代組織的來(lái)源,它不僅能夠修復(fù)出現(xiàn)功能障礙的心肺器官和受損的脊柱,還能治療帕金森病甚至禿頂,在醫(yī)學(xué)上具有極大的應(yīng)用前景,如果這樣的技術(shù)真的可以實(shí)現(xiàn),那么在未來(lái)我們也許不會(huì)再害怕生病,器官移植也不會(huì)再那么昂貴。
還有更加瘋狂的想法,美國(guó)研究人員正在研究利用3D打印機(jī)在月球上制造機(jī)械部件,讓月球成為人類太空旅行的中轉(zhuǎn)站。
華盛頓州立大學(xué)機(jī)械材料工程學(xué)院Bandyopadhyay教授和同事最近在《快速成形》雜志上發(fā)表了一篇論文,驗(yàn)證了如何利用來(lái)自月球的材料打印成部件,為試驗(yàn)這一想法,NASA研究人員向Bandyopadhyay等提供了10磅[換算]月球風(fēng)化層巖石仿制品,Bandyopadhyay等關(guān)注由硅、鋁、鈣、鐵、鎂氧化物組成的月球巖石原料將如何熔化,并發(fā)現(xiàn)巖石熔化表現(xiàn)與二氧化硅類似,研究人員希望未來(lái)月球材料能被用于遠(yuǎn)程維修。