D打印用途讓人腦洞大開
3D打印,它在國際上被認(rèn)為是“具有工業(yè)革命意義的制造技術(shù)”。人們都知道3D打印技術(shù)是一項前沿科技,關(guān)于它的神乎其技也都有所耳聞,但是3D打印到底為何物?它有什么樣的用途?與我們的生活又有怎么的關(guān)系?多數(shù)人對此知之甚少。
3D打印技術(shù)可以制造出傳統(tǒng)生產(chǎn)方式無法制造出的創(chuàng)意設(shè)計、個性化和復(fù)雜程度高的產(chǎn)品。它不僅在工業(yè)領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用價值,生活中,想要擁有一只造型獨特的水杯、一個專屬的手機(jī)保護(hù)殼,或者一件與眾不同的上衣,3D打印技術(shù)都有可能幫你實現(xiàn)。
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2017-6-6 16:15 上傳
快速“壘”出創(chuàng)意產(chǎn)品
武大深圳研究院3D打印工程技術(shù)研發(fā)中心主任、深圳維示泰克技術(shù)有限公司CEO陳文娟博士介紹,通俗地說,3D打印就是把裝有塑料或粉末狀金屬等可黏結(jié)材料的打印機(jī)與電腦連接,通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來,最終把電腦里的藍(lán)圖變成實物的一種制造方法。它所打印出來的是真實存在的物理物體。
“3D打印的過程,就像是用磚頭建房子一樣!标愇木暾f,最初把設(shè)計好的三維模型通過切片軟件“切”成很多層疊加的薄片,根據(jù)切片的結(jié)果,3D打印機(jī)會在打印平面上用原材料先打印出最底部的一層,接著再打印上面的部分。通過每一層薄片的不斷疊加,最后“壘”成一個三維實體。
普通辦公打印機(jī)“吃”的是墨水,而3D打印機(jī)“吃”的通常是塑料線材、金屬粉末、陶瓷顆粒、液態(tài)感光樹脂等材料。從技術(shù)的角度看,3D打印與傳統(tǒng)印刷有著相似之處,只不過傳統(tǒng)印刷是在平面上印一層,而3D打印需要多層鋪設(shè)材料。
根據(jù)不同的技術(shù),3D打印可以使用不同的材料,包括塑料、樹脂、橡膠、金屬等工業(yè)材料,人造骨粉、生物細(xì)胞等醫(yī)用材料,甚至是奶酪、砂糖、巧克力等食品材料。依據(jù)電腦的三維模型,打印機(jī)能打印出工業(yè)零件、汽車、玩具、人造器官、食物等各種想要的東西。
與傳統(tǒng)制造技術(shù)相比,3D打印不必事先制造模具,也無需通過復(fù)雜的鍛造工藝就能得到最終產(chǎn)品。陳文娟告訴記者,在生產(chǎn)上可以簡化制造程序,縮短研制周期,降低生產(chǎn)成本。同時,它兼具快速生成和個性化制作的特征。任何新奇的設(shè)計,只要有電腦設(shè)計圖,就能“打印”出實物,且耗時短。以手鐲為例,目前,深圳本地企業(yè)已經(jīng)具備在6分鐘內(nèi)“打印”出一只手鐲樣品的能力。
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應(yīng)用范圍十分廣泛
陳文娟介紹,目前,3D打印技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)為四種方式:概念模型、結(jié)構(gòu)和外觀測試、功能測試和直接制造。其應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在大眾消費、工業(yè)應(yīng)用和生物工程方面。
在工業(yè)應(yīng)用中,3D打印能實現(xiàn)對一些形狀復(fù)雜、尺寸細(xì)微、性能特殊的零部件,大型金屬結(jié)構(gòu)件和金屬零部件的直接制造,便于解決傳統(tǒng)制造方式生產(chǎn)效率低、制造能力不足等問題,這對航空航天、國防軍工領(lǐng)域而言,意義重大。
醫(yī)用方面,3D打印機(jī)制作的假肢、助聽器、人造牙齒、骨移植物、器官等實物能夠快速地幫助病人康復(fù),給傷殘人士帶來了福音。例如蘇丹暴力事件受害者丹尼爾,現(xiàn)已裝上了3D打印假肢手臂和手。與此同時,3D打印人體器官(如腎臟和血管)已在研發(fā)之中。
食品制作是3D打印的另一項應(yīng)用。我們可以用相應(yīng)的材料,打印出形態(tài)各異的奶酪、冰塊和巧克力。法國烹飪學(xué)院用自主開發(fā)的3D打印機(jī)制作富有藝術(shù)感的美食,美國航空航天局(NASA)也在研究用3D打印機(jī)打印披薩之類的食物。
在大眾消費領(lǐng)域,3D打印的應(yīng)用則更加廣泛。從工藝設(shè)計、珠寶、鞋類、玩具,到教學(xué)、科研、文化創(chuàng)意等方面,不一而足。其中,近些年嶄露頭角的3D打印教育越來越多地走入中小學(xué)的課堂。在這方面,有深圳本土企業(yè)——維示泰克走在了行業(yè)的前端。
由于較早進(jìn)入該領(lǐng)域,研發(fā)實力和技術(shù)儲備技高一籌,維示泰克研制的高速桌面式3D打印機(jī)打印速度比市場主流機(jī)型快5倍。它能夠協(xié)助教師將抽象的教學(xué)概念通過實物進(jìn)行呈現(xiàn),幫助學(xué)生在課堂上高效地完成創(chuàng)意構(gòu)思、三維建模設(shè)計和成品打印的過程。目前,維示泰克已與深圳市十幾所中小學(xué)合作,開設(shè)了3D打印云課堂的課聯(lián)網(wǎng)。
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未來走入日常生活
商用3D打印早已成為現(xiàn)實,但目前普及度并不高,它主要面臨著材料技術(shù)和軟件技術(shù)方面的瓶頸,同時在提升打印速度、效率與精度上也有待新的突破。
盡管目前3D打印機(jī)對普通人來說并不常見,但在不久的將來,它將會出現(xiàn)在車間里、餐桌上、廚房內(nèi),打印房子,甚至是航天飛機(jī)中,愈發(fā)成為人們不可或缺的生活幫手。
專業(yè)人士預(yù)測,未來的家具生產(chǎn)商將不再需要設(shè)計千篇一律、缺乏新意的產(chǎn)品,轉(zhuǎn)而由顧客提供自行設(shè)計的方案;購物網(wǎng)站可能只需要提供產(chǎn)品設(shè)計圖,由顧客在家自行打印成品,從而大幅減少運費。
或許不久以后,我們就能夠看到,宇航員們用3D打印機(jī)在外太空打印出生存所需的物品;南極基地的工作人員再也不需要為下一次補(bǔ)給等待半年,就能用3D打印機(jī)制造出所需物資;偏遠(yuǎn)地區(qū)的人們可以在家打印需要但無法及時購買到的生活用品;孩子們也可以自由發(fā)揮想象,讓一些奇思妙想變成實實在在的東西。
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