3D打印顛覆性制造業(yè)的革命將發(fā)生
發(fā)布時間：2024-08-16 點擊：103
從小就盼望自己可以擁有哆啦a夢，想要什么的時候可以立馬變出來。“3d打印”——第三次工業(yè)革命的重要標志之一，讓人類離這個夢想靠近了一步。
飛車tf-x的3d打印模型
相信你對“3d打印”這個詞并不陌生，3d打印牙齒、3d無人機配件、3d自行車、3d汽車，神奇的存在。3d打印戒指，打印骨骼，也打印一幢完整的建筑，甚至可以在航天飛船中給宇航員打印任何所需的物品的形狀。真的是現(xiàn)實版哆啦a夢!
南方醫(yī)科大學(xué)醫(yī)療3d打印工作室打印出來的肝臟血管模型
世界上第一架3d打印無人駕駛飛機——“sulsa”(南安普敦大學(xué)激光燒結(jié)飛機)，已經(jīng)投入使用。
那3d打印技術(shù)是怎么實現(xiàn)從無到有的呢?
3d打印技術(shù)是通過在電腦上設(shè)計一個完整的三維立體模型，也稱為計算機輔助性設(shè)計。設(shè)計的技術(shù)完成一系列數(shù)字切片，并將這些切片的信息傳送到3d打印機上，后者采用分層加工、迭加成形，即將連續(xù)的薄型層面堆疊起來，直到一個固態(tài)物體成型。其工作原理與普通打印機基本相同，與電腦連接后，通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計算機上的藍圖變成實物。
3d打印技術(shù)是“增材制造”的主要實現(xiàn)形式，“增材制造”的理念區(qū)別于傳統(tǒng)的“去除型制造”。“增材制造”無需原胚和模具，就能直接根據(jù)計算機圖形數(shù)據(jù)，通過增加材料的方法生成任何形狀的物體，簡化產(chǎn)品的制造程序，縮短產(chǎn)品的研制周期，提高效率并降低成本。可以說，3d打印，一直在給人類帶來驚喜。
2015年10月，我國863計劃3d打印血管項目取得重大突破，世界首創(chuàng)的3d生物血管打印機由四川藍光英諾生物科技股份有限公司成功研制問世。該款血管打印機性能先進，僅僅兩分鐘便打出10厘米長的血管。不同于市面上現(xiàn)有的3d生物打印機，3d生物血管打印機可以打印出血管獨有的中空結(jié)構(gòu)、多層不同種類細胞，這是世界首創(chuàng)。
除了3d血管，3d打印骨骼作為骨骼替代品將幫助外科手術(shù)醫(yī)師進行骨骼損傷的修復(fù)，用于牙醫(yī)診所，甚至幫助骨質(zhì)疏松癥患者恢復(fù)健康。西安電子科技大學(xué)展出的3d打印機器人是一臺遠程體感控制服務(wù)機器人，可照顧老人。老人只要對著攝像頭做出手勢，機器人就能模仿動作去做家務(wù)。
同樣，3d打印制藥備受矚目。通過3d打印制藥生產(chǎn)出來的藥片內(nèi)部具有豐富的孔洞，具有極高的內(nèi)表面積，故能在短時間內(nèi)迅速被少量的水融化。這樣的特性給某些具有吞咽性障礙的患者帶來了福音。也許，3d打印制藥可以進一步實現(xiàn)為病人量身定做藥品的夢想。
讀到現(xiàn)在，你可能想問，既然3d打印有這么多優(yōu)點，為什么在生活中并不常見呢?
3d打印發(fā)展的瓶頸之一在于材料的局限性。一種靠譜的、適合3d打印的材料應(yīng)該具備使用的方便性、成本的可控性、性能的可靠性這三個特性。原材料的性能制約、相關(guān)研發(fā)和應(yīng)用人才的缺乏以及3d打印價格的昂貴性，導(dǎo)致3d打印尚未大規(guī)模投入實用。
未來5～10年，隨著技術(shù)的不斷進步及市場需求的擴大，3d打印將呈現(xiàn)三個方面的發(fā)展趨勢：一是隨著開拓并行、多材料制造工藝方法的采用，3d打印速度和效率有望獲得更大提升;二是隨著先進材料的不斷發(fā)展，智能材料、納米材料、新型聚合材料、合成生物材料等成為3d打印材料，打印材料更加多樣化;三是隨著技術(shù)進步及推廣應(yīng)用，3d打印設(shè)備的價格有望大幅下降。
我們有理由相信，當(dāng)3d打印遭遇智能制造，從鞋、眼鏡到廚房用具、汽車整車等各種產(chǎn)品都可以用3d打印機生產(chǎn)出來，一場顛覆性的制造業(yè)革命即將發(fā)生。期待3d打印的時代到來。
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3d打印技術(shù)是通過在電腦上設(shè)計一個完整的三維立體模型，也稱為計算機輔助性設(shè)計。設(shè)計的技術(shù)完成一系列數(shù)字切片，并將這些切片的信息傳送到3d打印機上，后者采用分層加工、迭加成形，即將連續(xù)的薄型層面堆疊起來，直到一個固態(tài)物體成型。其工作原理與普通打印機基本相同，與電腦連接后，通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計算機上的藍圖變成實物。
3d打印技術(shù)是“增材制造”的主要實現(xiàn)形式，“增材制造”的理念區(qū)別于傳統(tǒng)的“去除型制造”。“增材制造”無需原胚和模具，就能直接根據(jù)計算機圖形數(shù)據(jù)，通過增加材料的方法生成任何形狀的物體，簡化產(chǎn)品的制造程序，縮短產(chǎn)品的研制周期，提高效率并降低成本。可以說，3d打印，一直在給人類帶來驚喜。
2015年10月，我國863計劃3d打印血管項目取得重大突破，世界首創(chuàng)的3d生物血管打印機由四川藍光英諾生物科技股份有限公司成功研制問世。該款血管打印機性能先進，僅僅兩分鐘便打出10厘米長的血管。不同于市面上現(xiàn)有的3d生物打印機，3d生物血管打印機可以打印出血管獨有的中空結(jié)構(gòu)、多層不同種類細胞，這是世界首創(chuàng)。
除了3d血管，3d打印骨骼作為骨骼替代品將幫助外科手術(shù)醫(yī)師進行骨骼損傷的修復(fù)，用于牙醫(yī)診所，甚至幫助骨質(zhì)疏松癥患者恢復(fù)健康。西安電子科技大學(xué)展出的3d打印機器人是一臺遠程體感控制服務(wù)機器人，可照顧老人。老人只要對著攝像頭做出手勢，機器人就能模仿動作去做家務(wù)。
同樣，3d打印制藥備受矚目。通過3d打印制藥生產(chǎn)出來的藥片內(nèi)部具有豐富的孔洞，具有極高的內(nèi)表面積，故能在短時間內(nèi)迅速被少量的水融化。這樣的特性給某些具有吞咽性障礙的患者帶來了福音。也許，3d打印制藥可以進一步實現(xiàn)為病人量身定做藥品的夢想。
讀到現(xiàn)在，你可能想問，既然3d打印有這么多優(yōu)點，為什么在生活中并不常見呢?
3d打印發(fā)展的瓶頸之一在于材料的局限性。一種靠譜的、適合3d打印的材料應(yīng)該具備使用的方便性、成本的可控性、性能的可靠性這三個特性。原材料的性能制約、相關(guān)研發(fā)和應(yīng)用人才的缺乏以及3d打印價格的昂貴性，導(dǎo)致3d打印尚未大規(guī)模投入實用。
未來5～10年，隨著技術(shù)的不斷進步及市場需求的擴大，3d打印將呈現(xiàn)三個方面的發(fā)展趨勢：一是隨著開拓并行、多材料制造工藝方法的采用，3d打印速度和效率有望獲得更大提升;二是隨著先進材料的不斷發(fā)展，智能材料、納米材料、新型聚合材料、合成生物材料等成為3d打印材料，打印材料更加多樣化;三是隨著技術(shù)進步及推廣應(yīng)用，3d打印設(shè)備的價格有望大幅下降。
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