无所不能的未来将会由3D打印给我们带来?

    2012年4月,英国闻名杂志《经济学人》报导称“3D打印将推进第三次工业革命”。而科技杂志《连线》十月刊则将《3D打印机改变世界》作为封面报导。在《福布斯》杂志《3D打印能否在改变这个世界》一文中,作者设想了一个3D打印大显神通的情形:

  你正在一艘横渡太平洋的集装箱货船上前往旧金山海岸的港口。低速的引擎驱动着宏大的船体尽力而拼命地追赶着交货时刻。引擎的轰动在船体间回旋,轻轻地摇晃着你进入梦乡。正在这时,你的机轮长叫醒你并通知你一个可怜的音讯——PLS泵的供应阀失效了,如今你的船成了一个漂浮在水面上的宏大铁块。作为船长,你并不知道PLS泵是啥,可是从机轮长烦躁的口气和懊丧的表情中,你理解了,他没有备用零件去交换它,也无法在这艘船上制作一个如此杂乱的零件。你的货品注定要延迟了,等候你的将是各种催命的卫星电话……

  3D打印在这种情况下,成为一个能够的解决方案。若是咱们把这艘船上的每一个零件,从螺母到螺栓,包含最杂乱的引擎部件的3D CAD(计算机辅助设计)文件,都存储在电脑上,在任何零件损坏的时分,运用一台3D打印机,就可以在几分钟到几个小时的时刻里依照需要“打印”出相应的零件,全部难题就方便的解决了。

  令人兴奋的是,这些情形很快就会从设想变成现实。据本月1日Tech Crunch报导,国际首款3D打印汽车Urbee 2问世了,它是一款混合动力汽车,绝大多数零部件来自3D打印。要注意的是,这次不是玩具,而是真实能开上马路的汽车。

  3D打印的奇特之处还在于,它甚至可以用实验室培养出来的细胞介质打印出一块真实的鲜肉或一段人体器官,或用糖物质混合物打印出一个完好的血管安排,这对推进临床医学以及人体器官移植等方面的开展,有极其重要的研讨价值。据英国《每日邮报》上月5日报导,英国研讨人员初次用3D打印机打印出胚胎干细胞,干细胞鲜活且保有开展为其他类型细胞的才能。研讨人员说,这种技能或可制作人体安排以测验药物、制作器官甚至直接在人体内打印细胞。运用3D打印技能打印人体器官的另一个长处是,它用的资料是人体细胞尤其是患者的自体细胞,这会削减排挤的可能性。

   何为3D打印?

  “打印”这个词自身,在传统含义上,是二维(2D)的,本质上是将二维的信息转移到平面上去的进程。可是,但是,任何一个三维的物体,总是能划分成一系列具有有限厚度的二维平面的总和。所以打印三维物体,只需分层进行,每一层与传统含义的打印是共同的,仅仅每一层的厚度应当远小于三维物体的特征尺度,再通过打印所用的“油墨”层层粘兼并固化。

  具体来说,传统的打印就如运用一般打印机打印一封信:轻点电脑屏幕上的“打印”按钮,一份数字文件便被传送到一台喷墨打印机上,它将一层墨水喷到纸的外表以构成一副二维图画。而在3D打印时,软件通过电脑辅助设计技能(CAD)完结一系列数字切片,并将这些切片的信息传送到3D打印机上,后者会将接连的薄型层面堆叠起来,直到一个固态物体成型。3D打印机与传统打印机最大的差异在于它运用的“墨水”是实实在在的原资料和特别的胶水。

  事实上,3D打印归于疾速成型技能(Fast Prototyping)的一种,它的专业说法应该是“增材制作”技能(Additive Process),包含疾速原型制作技能和高性能金属构件直接制作技能两大类。

  如今媒体报导的3D打印制作技能,首要是指疾速原型制作技能。这项技能上世纪80年代就开端开展起来了,包含“3D打印”、“立体打印”、“叠层实体外型”、“熔融堆积外型”、“选择性激光烧结”等五大类。首要制作由树脂、白腊、陶瓷等资料组成的尺度较小的原型样件或模型,这些原型样件原则上不能直接用于配备制作,但可以缩短新产物研制周期,下降产物研制和制作本钱。

  高性能金属构件直接制作技能首要选用高功率激光束(或电子束)对粉末或丝材进行逐层熔化、疾速凝结逐层堆积、直接制作出全细密高性能金属零部件,具有无需重型铸造配备及铸造模具、资料利用率高、加工量小、柔性高效等长处,被誉为是一种“革命性”的短周期、低本钱、数字化制作技能。由于运用铣削加工等传统制作办法进行成型时,要从大块物料中去掉不需要的有些,造成对物料的浪费。以飞机上运用的钛合金全体叶盘为例,锻件毛坯分量为1500公斤,通过加工切削打磨后,结尾零件则只要100公斤,只利用了原有资料的6.67%。而运用3D打印制作相同的部件,只要很少的后续过程从制成部件上去掉资料,使得资料的利用率极大地进步。

上一页    下一页