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神奇的3D打印,你了解多少?
发布:新华科技综合 时间:2013/6/13

  

    一台形似烤箱的盒子内,打印喷头正根据计算机3D图像,在面板上一层一层叠加塑料。1小时后,一把10厘米高的黑色塑料椅子就已成型。在首届上交会上,陕西恒通智能机器有限企业的展台前,3D实物从无到有的打印“戏法”,吸引了大量围观。高仿真人塑像、工业零部件、各式玩具及结构复杂的艺术品,组成华丽的展品阵容。

    “3D打印技术革新了原有的制造工艺,大幅削减了成本,门槛也有所降低。”北京上拓科技有限企业工程师韦龙喜说,“假以时日,随着3D打印技术的完善,人人都能按照需求打印自己想要的东西。3D打印机有望成为家电。”

    3D打印,是挽救制造业的钥匙

    在信息产业腾飞前,制造业是绝对的支柱产业。在信息产业冲击下,制造业逐渐成为夕阳产业。虽然一直在寻求工业化和信息化的“两化”融合,但是,融合的准确接口并不明朗。

    3D打印的出现,让大家眼前一亮。衣服、汽车,甚至是高端的部件,都能打印。未来,只要能制造的东西,都能靠3D打印和4D打印,来打印出来。3D打印,是挽救制造业的一把钥匙,让传统制造业插上了信息化的翅膀。


将打印部件安装在飞机上

    歼-15首飞机型广泛采用3D打印技术

    全国政协委员、中航工业副总工程师、歼-15总设计师孙聪在京接受新华社专访时透露,钛合金和M100钢的3D打印技术(增材制造技术)已广泛用于新机设计试制过程。

    其中,于2012年10月至11月首飞成功的机型,广泛使用了3D打印技术制造钛合金主承力部分,包括整个前起落架。

    3D打印机出现在20世纪90年代中期,是利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置,可以把计算机上的蓝图变成实物,在成本、速度和精确度上都远胜于传统制造技术,是制造领域的一次技术革命。


2013年1月19日,北京新街口小西天附近的北京工业设计创意产业基地,中国首家3D体验馆可实现3D摄影。

    “中国3D打印技术起步于90年代初期。目前,还处于产业化的起步阶段,基本与国际同步。”罗军说,中国3D打印机总体上与国际的差距并不大,但是由于工业化起步较晚、工业基础比较薄弱,中国在工业级3D打印机的稳定性、精密度、材料等领域与国外还有一些差距。“但是,中国在大型金属结构件直接制造方面也有自己的优势,中国率先突破了在大型复杂金属结构件制造方面的障碍,走在世界的前列。”

    去年10月,中国3D打印产业联盟成立,标志着3D打印产业的资源整合已经步入新阶段,不再是以往“小而散”的状况。

    江苏将成中国未来“硅谷”


3D打印的衣服

    3D打印总部落户南京,给苏南地区又注入了信息化产业的活力。这和几年前物联网基地落户无锡,形成呼应。苏南地区是中国最发达的地区之一,但是,没有像深圳留住Tencent、杭州留住alibaba、北京留住中关村和上地信息化产业园。但是,江苏发挥后发优势,在物联网、3D打印等技术更先进的信息化产业领域占据了先机。后信息化时代,江苏将成为中国的“硅谷”。

    3D打印总部基地落户南京

    24日,中国3D打印技术产业创新中心、中国3D打印技术产业总部基地正式落户南京栖霞区和南京国家经济技术开发区。

    据了解,中国3D打印技术产业联盟是由亚洲制造业协会、华中科技大学、北京航空航天大学、清华大学等国内30多家科研单位的专家学者和业内领先企业于2012年10月15日正式发起成立。

    中国3D打印技术产业联盟副理事长兼秘书长罗军认为,集中建设创新中心和中国3D打印技术产业总部基地,可以快速积聚3D打印技术上下游产业资源,实现3D打印技术的规模效应。

2013年2月28日,瑞士卢塞恩,一家3D打印技术企业的经理正等候打印一个雕塑。

    2013年贺岁档,成龙主演的影片《十二生肖》中,就借助3D打印技术复制了圆明园被盗窃的兽首。

    2013年5月9日,英国两名记者的举动则引发了全球范围对3D打印技术的关注。他们携带了一把由3D打印机制作出来的真枪,结果通过了复杂的安检,在周末繁忙时段,登上了以安全闻名的“欧洲之星”列车。

变不可能为可能 3D打印将引领新工业革命

    科学家认为3D打印技术将与其他数字化生产模式一起,推动新的工业革命的实现。

    在电脑中绘制一张三维鼠标图,然后按下“确定”键,一个实实在在的鼠标外壳就“打印”出来了。随着3D打印机的出现,上述科幻场景已经变成现实。据法国媒体4月29日报道,科学家认为3D打印技术将与其他数字化生产模式一起,推动新工业革命的实现。

    据先容,3D打印机制作披萨的原理是,将碳水化合物、蛋白质和各种营养都制成粉末状,并将水分剔出,这样可以将保质期延至30年左右。之所以选择比萨饼,因为它包含多种营养和口味。同时,比萨是一种非常适合3D打印机打印的食物,因为它可以逐层添加成分。

    首款3D打印车面世 材料多是塑料

    研究人员的主要工作包括组装和调试,整个过程大概花了2500个小时。发布的视频显示,这辆汽车有3个轮子,除发动机和底盘是金属,用传统工艺生产,其余大部分材料都是塑料,整个汽车的重量为1200磅。

    Urbee2项目负责人和高级设计师是JimKor,拥有35年的汽车等工业设计经验。传统汽车制造是生产出各部分然后再组装到一起,3D打印机能“打印”出单个的、一体式的汽车车身,再将其他部件填充进去。据称,新版本3D汽车需要50个零部件左右,而一辆标准设计的汽车需要成百上千的零部件。……

    在国内最顶尖的汽车研发中心——坐落在上海金桥的通用汽车中国前瞻技术科研中心,科研人员说,以往研发一款新车,制造一个零部件,光简单的开模就至少两三周,但现在利用3D技术,制作时间缩短到一两个小时。

    “一旦3D打印技术大量使用,汽车生产环节传统的制作模具的环节可以被完全替代,生产周期和成本有望大幅下降。”国内汽车业资深分析人士指出,在新车量产前,开发大量模具耗时、费钱,而如果利用3D打印制作模具,有望使汽车制造工艺做到又快又好。

    3D打印能克隆自己?

    用3D打印,能否打印(克隆)另一个自己?这让大家着迷,也让大家恐惧。为解开这个谜,远离恐惧,让大家首先认识3D打印。

    在《探访天津3D打印中心:3天万元可打印模拟真人》一文中,科普了什么是3D打印?:3D打印技术是近30年来兴起的一项集光机电、计算机、数控及新材料于一体的先进制造技术。其与传统的制造方法不同,是通过将粉末、液体、片状等离散材料逐层堆积,“自然生长”成三维实体,就好像一层层打印上去一样,为此人们称其为“3D打印”,又称“快速成形”,学名称为“增材制造”。

    当编辑问,如果使用这台打印机,按1∶1的比例,打印一个1.7米高的成人,需要多长时间?费用如何?现场的科技人员回答:大约需要3天时间,1万元左右。如果按1∶1的比例打印真人,能分辨出人的毛孔,如果这个人脸上有青春痘,也能够清楚地打印出来。大家熟知的神九飞船中每个宇航员的坐垫,就是他们利用这项技术制造模型,并最终制造出成品的。15年来他们已为全国25个省市的单位提供过2000多次的3D打印服务。这里的3D打印机,平均每台全年工作时间3000小时。

    用3D打印机不仅能打印出自己的影像,还能打印出自己的全真模型,这些都是没有问题的。但是,除了能打印出躯壳,是否还能否打印出器官,乃至人的精神世界?

    据国外国媒体体报道,美国科学家已经可以利用装有细胞的3D打印机打印出“迷你肝脏”,这种拥有很多与真实肝脏一样的功能,包括产生负责将激素、盐和药物运送到身体各处的蛋白质。

    日前,美国普林斯顿大学科学家成功制造出能够接收无线电波的仿生耳。这种仿生耳将活体细胞和电路结合在一起,在活体细胞组织中内置了电子助听器,并通过先进的3D打印技术打印出来。在接收到无线电波后,仿生耳产生的电子信号可以被人的神经末梢接收到。

    从打印躯壳,到打印胚胎干细胞,是一个质的进步。其实,用3D打印制造人的器官,不仅进展到了胚胎干细胞,已经有器官被制造出来了。例如,利用牛耳细胞,在3D打印机中打印出美观、实用的人造耳朵,可用于先天畸形儿童的器官移植。

    普林斯顿大学的研究人员称,这项研究成果是朝人类最终制造出“赛博人(cybermen)”迈出的一大步,人们在影片《终结者》看到情景也许会变成现实。


    2013年3月,武汉光谷诞生了国内第三家民营3D打印照相馆,可帮助人们完成“自我”的复制。

    3D打印扇子

    大家都知道,日本的有名的竹团纸扇很有名,常见于在游客众多的节日里,歌舞妓为游客进行歌曲、舞蹈和演奏。手扇的形状是圆的,沿用了传统舞姬常用竹子和纸制品所制作的扇子的风格,因此称之为“团扇”。

    据悉,一旦3D打印过程中,物体问李总出现准确的形状,设计师们就会用专门的App去突显这些颜色和纹理,因而得出各种不同的构造成品。之后,利用聚酰胺材料进行3D打印以及制造的整个过程设计;最后,利用木制的手柄将其相连,在扇面上涂上不同的颜色,就会会给人一种现代又时尚的外观。

    3D打印帮助盲人"看"艺术画作

    基本来说,Midas Touch会使用3D打印在一个平面图像上——比如梵高的《星夜》——上面加入纹理层,从而制作出一张一半是绘画、一半是浮雕的图像。也就是说,Midas Touch把一件艺术品的视觉特性转换到了物理世界,让视障人士能够理解。

    不过该项目目前还处于概念阶段,原型产品还在制作当中。此外,开发小组还没有想出要去如何体现出颜色,而这却是一幅艺术画作中至关重要的元素。






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