日新月異的3D打印技術

3D打印技術真正步入市場，不過幾年間的事,，然而現(xiàn)在3D打印行業(yè)的市場價值據(jù)美國專業(yè)機構的初步統(tǒng)計,，已達到20多億美元。專家們預計,，到2021年,，3D打印的規(guī)模會是現(xiàn)在的5倍。屆時,，我們的衣食住行可能都已是用3D打印解決,，甚至我們飛向外太空的夢想、肢體再生的理想等,，也可能依賴3D打印來實現(xiàn),。
　　以下你便會看到一些稀奇物件：3D打印的房子、泳衣,、機器人,、戰(zhàn)斗機，甚至是用人體細胞打印出的鼻子,！
　　打印材料不斷出新
　　如果你對打印的認識還只是停留在用油墨打印到紙張上,，那只能說你“實在是太老土了”！現(xiàn)在的3D打印技術幾乎能將你想到的任何東西都完美地打印出來,，而且還是完全立體的,。這一想法，當然是基于打印材料的日新月異,。比如,，目前人們已經(jīng)開始把金屬、粘土,、木頭等種種材料應用于3D打印,。接下來，還會有更多新材料被引入3D打印,，人類的生活將會提升到另一個新階段,。
　　用混凝土打印房子
　　美國南加州大學開發(fā)的“輪廓工藝”3D打印技術,，如今已得到美國航天局出資贊助，因為他們可以在24小時內打印出一棟兩層樓高,、約232平方米的房子,。
　　只需要先設計好圖紙，一臺像橋式起重機的3D打印機器人就可以在選好的地址上一層層地蓋樓—其實就是用3D打印機噴嘴噴出高密度,、高性能混凝土,，逐層打印出墻壁和隔間、裝飾等,，再用機械手臂完成整座房子的基本架構,。全程由電腦程序操控。
　　這種建筑方式相當節(jié)省材料,，因為他們打印出來的墻壁都是空心的,，所以可以節(jié)省20%-25%的資金和25%-30%的材料。雖然質量更輕,，墻壁的強度系數(shù)卻遠遠超過了傳統(tǒng)房屋—約為10000psi(即每平方英寸能夠承受10000磅壓力),。此外，還節(jié)省了人力,，也減少了二氧化碳的排放,。
　　用金屬打印飛機零件
　　用先進的激光技術先把金屬粉碎成細末，再通過打印機重新組合塑型,，不僅造型可以隨心所欲,，而且通過打印過程的再加工，可能打造出的金屬物件還會更加耐用,。
　　于是有人用金屬打印汽車,、飛機零件，在這個過程中,，3D打印技術最突出的優(yōu)點就是無需機械加工或模具,，能直接從計算機圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的物體，從而極大縮短產(chǎn)品的研制周期,，提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本,。
　　用石墨烯打印電池
　　澳洲石墨礦公司Kibaran Resources與3D打印公司3D Group還共同研發(fā)出石墨烯在3D打印市場中的應用。
　　通過注入石墨烯打印原型電池,，僅用部分傳統(tǒng)裝置成本便制造出石墨烯微型超級電容，其充電和放電速度比普通電池快1000倍,，并能夠存儲更多的電能,。
　　用蝦殼打印創(chuàng)可貼
　　有科學家甚至用一種從蝦的外殼和蠶絲中提取的蛋白制成的新材料“Shrilk”，通過3D打印來生產(chǎn)醫(yī)藥傷口敷料和可迅速降解的包裝品替代材料,，這也是一種成本低,，又環(huán)保,，并且具有生物相容性的新材料。
　　用人體細胞打印鼻子
　　最不可思議的是,，最近研究人員還開發(fā)出用培養(yǎng)人體細胞來重塑人體器官的技術：比如,，9歲的Kieran Sorkin，利用自己肋骨的軟骨組織重獲自己的耳朵,。
　　完成這一壯舉的瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院的3D生物打印技術團隊,，通過將生物聚合物和軟骨細胞重組，打印出與人體不會產(chǎn)生排斥的假體組織,，幫助病人把外科移植手術的負面影響降到最低,。他們先從病人身體（膝蓋或手指）上采集活體細胞，進行人工培養(yǎng)繁殖,，這個過程中會添加一些生物高聚合物,，最后把這些材料放置到打印機的注射器中進行假體打印—這臺特殊的3D打印機擁有一個支持8根注射器的轉輪，每根注射器都可以裝入相應的生物材料—然后在計算機控制下,，在機床上一層層地打印,，最后成形一個軟骨鼻子—整個過程大概需要16分鐘。
　　實際上,，在人體中移植這些假體后,，人類的細胞組織會慢慢“吞噬”它，幾個月后就會呈現(xiàn)出正常的輪廓,。不過用3D打印的假肢與身體吻合的地方會留下一些疤痕,，因為這個過程會需要做些縫合。
　　你能想到的,，都能打印
　　有了材質的基礎,，人們更加能夠發(fā)揮想象力—你想到什么，打印出來就好了,！比如機器人,、汽車、戰(zhàn)斗機……甚至是食物,。
　　有人打印了牙齒—掃描測量出牙齒的合適大小,、位置后，剩下的事就交給3D打印機便好,。這樣打印出的假牙,、牙套會更配合個人口腔特點；有人打印出了汽車的外殼,、座椅,、底盤、方向盤,、剎車板,、擋泥板和輪胎,，如果配上一個發(fā)動機，汽車或許就可以上路了,；還有人打印出了無人機,，飛行速度能達到每小時約64公里，續(xù)航能力長達45分鐘,。
　　3D打印飛機
　　英國航空航天系統(tǒng)公司最近宣布,，一架首次裝配3D打印金屬零件的旋風式戰(zhàn)斗機已在英國試飛成功。這次試飛的飛機有不少3D打印部件,，其中包括駕駛艙無線電防護罩,、起落架防護裝置和進氣口支架。
　　使用這種新技術將為英國空軍今后4年里在維修飛機方面節(jié)省1100萬元人民幣,。而且據(jù)該公司介紹,，這次的飛機零件都是在位于英格蘭東部的英國皇家空軍基地生產(chǎn)，部分零件造價甚至不到1000元人民幣,。
　　3D打印服裝
　　3D打印服裝已不新鮮,，重要的是它怎樣才能穿著舒適，因為用于3D打印的材料通常較硬,，很容易破裂,。
　　荷蘭設計師Pauline van Dongen嘗試用3D技術打印出穿著服帖、還能隨身體活動而作出“響應”的服裝,。最后她設計出了一種裝上了多個鎳鈦合金打印的彈簧的塑料服裝—鎳鈦合金具備形狀記憶的特性,，在某個溫度下，它會變形,，當溫度恢復,，它又會恢復原狀。
　　這種服裝以彈簧式結構纏繞在人的身體之上,，模特行走起來,，會有一種深海珊瑚在海中移動的美感。
　　3D打印機器人
　　看過電影《超能陸戰(zhàn)隊》吧,？里面那個小男孩設計的小機器人可以隨意組合,，帶來了運輸、建造等行業(yè)的革新,。最妙的是,，這種小機器人可以用一臺打印機批量生產(chǎn)。
　　其實,，號稱“第一個可以打印出來的機器人”已經(jīng)誕生了,。這個高機動性能的PLEN2機器人，包括控制板,、伺服電機及配件,，用一把螺絲刀就可以組裝完成，不需要任何技術知識或特殊工具,，然后使用智能手機,、PC，通過傳感器設備,，用身體動作,、表情、腦電波等即可操控它,。當然最重要的是,，它的主要部件可以通過3D打印完成。
　　PLEN2可以輕松編程,、添加功能,，還可以搬運小東西、跳舞,、踢足球……所以低齡孩子們也可以體驗自己組裝機器人的樂趣了,。
　　3D打印美食
　　下次在餐廳點餐時，如果發(fā)現(xiàn)盤子里的肉塊模樣幾乎一模一樣,，不要驚訝,，它可能就是3D打印出來的。
　　設計師Miguel Valenzuela關于這種3D打印食物的靈感來源于他的女兒—有一次,，女兒誤會了他說的一番話,，以為他要用樂高做一款打印薄餅的機器，于是他就決定要真正做一臺可以打印食物的機器,。
　　這款打印機還可以在平底鍋上直接噴射面糊,，打印出數(shù)碼圖片上的圖形。制作一些比較復雜的餅干造型,，對它來說也輕而易舉,。
　　在未來，它還可以根據(jù)每個人特定需求來完美定制出產(chǎn)品,，比如剔除食物中可能會令人過敏的成分,。
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