【中國禮品網(wǎng)訊】很多人對近期媒體大肆報道的3D打印技術(shù)頗為關(guān)注,也期待著能夠擁有一臺這樣的產(chǎn)品,制造出自己想要的東西,但對于何為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),有人說是2D打印技術(shù)的升級,有人說是與傳統(tǒng)打印機完全不找邊際的新技術(shù),我們也在網(wǎng)絡(luò)上找到了幾個較為靠譜的解釋。
第一種解釋是將這項技術(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),運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù),3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機來實現(xiàn)的,過去其常在模具制造、工業(yè)設(shè)計等領(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、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產(chǎn)化的解釋,“3D打印實際上是對一系列‘增材制造’技術(shù)的總稱,所謂增材制造,是指不經(jīng)過車、銑、鉆等傳統(tǒng)‘減材’切削加工,而是通過堆疊材料來直接形成最終產(chǎn)品的一種制造理念?!?
說了這兩種解釋,也許大家會發(fā)現(xiàn),確實與傳統(tǒng)的打印設(shè)備毫無關(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,然后用融化的樹脂代替墨水將薄片打印在臺子上,印完一張以后,用融化的樹脂在上面再印刷下一張,因為處于融化狀態(tài),因此前兩張會粘在一起,變成2倍的厚度,3D打印機就是這樣重復(fù)操作,還可以用金屬粉和激光等方式代替融化樹脂。
這種技術(shù)其實也是通過打印技術(shù)來實現(xiàn),只不過是將打印頭中噴出的物體進行堆疊,以形成立體的實物,這項技術(shù)的推出,被業(yè)界稱為第三次工業(yè)革命,也可見其在市場上的影響力,那么,這種技術(shù)究竟能干什么,能為人類帶來哪些福音呢?
3D打印能干什么?
說到3D打印能干什么?也許你在媒體的報道中能看到許多,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物模型,之前有媒體報道,汽車業(yè)巨頭福特公司在美國公司的每一個工程師工作站里配置了一臺3D打印機,還計劃為每一個工程師單獨配備一臺小型的機器。
配備這種3D打印機的主要作用是打印設(shè)計模型,在福特位于硅谷的試驗室中,設(shè)計師完成部分設(shè)計后,可以將3D設(shè)計方案通過電子郵件發(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)計人員設(shè)計了C-MAX、Fusion(蒙迪歐-致勝的換代車型)混動車型的變速器外殼、減震器外殼;福特翼虎使用的產(chǎn)于美國路易斯維爾工廠的EcoBoost四缸發(fā)動機部分部件;F-150的3.5升EcoBoost發(fā)動機排氣歧管等等相關(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團隊合力研發(fā)出了可以打印汽車的3D打印機,并打印出了首輛可以真正開上路的汽車,命名為Urbee 2,也許你早就知道這個名字,但你肯定沒有機會嘗試駕駛過它。
據(jù)這輛車的創(chuàng)始人介紹,3D打印的一個優(yōu)勢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打印機能打印出單個的、一體式的汽車車身,再將其他部件填充進去,據(jù)稱,新版本3D汽車需要50個零部件左右,而一輛標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的汽車需要成百上千的零部件,那么這樣一來,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,并使未來的汽車更為個性化。
其實,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),或者寶寶會對玩具喜新厭舊,總之一切由你說了算。
3D打印能為我們帶來什么?
其實,前面說的技術(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,或者是最聳人聽聞的消息,之前有報道稱,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胞,人類胚胎干細胞能夠進行自我復(fù)制并形成人體內(nèi)的任何一種細胞,它們被視為人體替代組織的來源,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)真的可以實現(xiàn),那么在未來我們也許不會再害怕生病,器官移植也不會再那么昂貴。
還有更加瘋狂的想法,美國研究人員正在研究利用3D打印機在月球上制造機械部件,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,驗證了如何利用來自月球的材料打印成部件,為試驗這一想法,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,研究人員希望未來月球材料能被用于遠程維修。