2017年1月20日 星期五

.分析 3D 列印機的未來前景

3D Printing: Make anything you want



來源: 3D打印網



3D列印是快速成型技術的一種,它是一種以數位模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層列印的方式來構造物體的技術。

近幾年來,隨著3D列印被大家逐漸熟知,3D列印技術的應用領域也逐漸拓寬。那麼,問題來了,3D列印機的未來前景到底如何呢?請跟小編一起來探討一下吧!

3D列印機
「上上個世紀的思想,上個世紀的技術,這個世紀的市場」,其實3D列印技術並非新興產物。3D列印機技術在成長發展時期,一直被少數人所關注和使用,但技術的改變,讓3D列印成為了目前世界上,最令人關注的技術之一並不為過,甚至有人稱3D列印將會是第四次工業革命的起點。

在3D列印體驗館的一幕,房間裡的燈罩、鞋、玩具、人像等人們所能看到的一切擺件,都非工業流水線或手工製作而成,而全部出自一部機器——3D列印機。那麼,3D列印真能顛覆傳統製造?


帶著各種疑問,讓我們一起瞭解3D列印技術的各個應用領域,看看3D列印機的未來前景如何。

應用領域
3D列印機的應用對象可以是任何行業,只要這些行業需要模型和原型。3D列印機需求量較大的行業,包括政府、航天和國防、醫療設備、高科技、教育業以及製造業。


航天和國防。GE中國研發中心的工程師們,仍在埋頭研究3D列印技術。就在這之前,他們剛剛用3D列印機成功「列印」出了航空發動機的重要零組件。與傳統製造相比,這一技術將使該零件成本縮減30%、製造週期縮短40%。

來不及慶祝這一喜人成果,他們就又匆匆踏上了新的徵程。鮮為人知的是,他們已經「秘密」研發3D列印技術十年之久了。

醫療行業。一位83歲的老人,由於患有慢性的骨頭感染,因此換上了由3D列印機「列印」出來的下顎骨,這是世界上首位使用3D列印產品,做人體骨骼的案例。


文物保護。博物館裡常常會用很多複雜的替代品,來保護原始作品,不受環境或意外事件的傷害,同時複製品也能將藝術或文物的影響,傳遞給更多更遠的人。史密森尼博物館就因為原始的托馬斯·傑弗遜要放在弗吉尼亞州展覽,所以博物館用了一個巨大的3D列印,替代品放在了原來雕塑的位置。

建築設計。在建築業裡,工程師和設計師們已經接受了用3D打印機列印的建築模型,這種方法快速、成本低、環保,同時製作精美。完全合乎設計者的要求,同時又能節省大量材料。

製造業。製造業也需要很多3D列印產品,因為3D列印無論是在成本、速度和精確度上,都要比傳統製造好很多。而3D列印技術本身非常適合大規模生產,所以製造業利用3D技術,能帶來很多好處,甚至連品質控制都不再是個問題。


食品產業。沒錯,就是「列印」食品。研究人員已經開始嘗試打印巧克力了。或許在不久的將來,很多看起來一模一樣的食品,就是用食品3D列印機「列印」出來的。當然,到那時可能人工製作的食品會貴很多倍。

3D列印成品案例
3D列印照相館。只需要10分鐘的3D掃描,等待幾小時,就可以得到實體人像。運用3D列印照相技術,列印人偶紀念品。

3D列印槍。前不久,一則全球首支3D列印手槍的CAD製作文件,在網路上被下載了超過10萬次的消息,引起了人們的恐慌。據報道,手機的列印設備,是Stratasys公司的Dimension SST型3D列印機。人們之所以恐慌,是因為按照這個道理,只需一台3D列印機就可以把槍製造出來,安全如何保障?


3D列印槍像是一個更致命的武器玩具,一個玩具一旦超出了它本身的娛樂特性,涉及到安全問題後,本身的立場也就改變了。去年,美國的科迪威爾遜,他在大學的時候就計劃研究3D列印槍,在幾個月後,威爾遜和他的該團隊實現了這一計劃,成功的研製出了,取名為「解放者」的3D列印槍,並且在隨後拍攝的影片,來演示射擊金屬釘的實驗。

這把槍的製造成本,是由一台價值8000美元的3D列印機完成的,在之後,設計者試圖製作更大口徑的子彈,來體現這幫槍的威懾力。

「中國龍」從3D列印機中脫「影」而出。自從人類進入工業化時代,大機器的生產方式,始終遵循的是模具產品的模式。然而,記者在現場看到,不借助任何模具,一條精雕細刻的「中國龍」,竟從3D列印機中脫「影」而出。

打印音樂。為了探索3D列印機更多的應用,Rickard Dahlstrand使用Lulzbot 3D列印機,創造出獨特的藝術。在2013斯德哥爾摩藝術駭客節上,Lulzbot 3D列印機不僅為參加的藝術家和駭客們,列印出藝術節的LOGO,而且作為一個表演項目,它還一邊播放古典音樂,一邊相應地列印出可視化的音樂作品。


Lulzbot 3D列印機列印可視化音樂的原理是:該步進電機的運動進行控制,可以以不同的速度運行,聲音的音調決定速度,從而音樂控制了列印過程。三台電機分別代表一個音軌,它們使用獨特的模式運動。兩個馬達控制Z軸移動。

澳洲研究人員用3D列印機,製作出放大版的昆蟲標本。澳洲有很多出了名的大蟲子,比如長達20英吋的泰坦竹節蟲(Titan stick insect)。不過,其國內也有很多微小的昆蟲,比如小巧玲瓏的wheat wheevil。(中文學名叫啥來著?)為了能夠"更進一步"地研究微小昆蟲,澳洲的國家科學機構,便利用3D列印技術,製作出了放大倍數有些誇張的3D副本。


半加工品的3D列印小提琴。日前在國繼上,世界上第一台3D列印小提琴誕生,但它事實上是一個半成品,這把小提琴的製作者,亞歷克斯戴維斯用3D打印製作出主要的提琴身體部分後,他和他的團隊再鋪上報紙和膠水塑料來完成後半程的製作。琴頸部用一塊硬紙板以及一些簡單的裝飾,不久的幾日後,在YouTube上大家就聽到了一段,並不算的悅耳的演示影片,而他的製作者說:這不算什麼,只不過花費了一個週末和12美金。

打印乾細胞。乾細胞又叫起源細胞,是一類具有自我複製能力的多潛能細胞,在一定條件下,它可以分化成多種功能細胞。它是一種未充分分化,尚不成熟的細胞,具有再生各種組織器官和人體的潛在功能。雖然現在3D列印技術還不能,將其完美的應用到醫療技術上,但科學家們已經對這種設想,進行了深度的嘗試。


替換骨頭。其實目前已經有很多的報道都在討論,3D列印技術應用到醫療事業上,是對人類而言最大的福利,對於列印人體器官的想法,也一直在不斷的實踐,列印器官雖然還是一個夢想,但目前已經成功的實現了一些,例如頭骨的取代,接近75%的完美還原性,讓3D列印在未來的成熟性值得期待。

仿聲耳。依然還是圍繞著醫療技術而言,國外研究人員通過截取人類的小腿細胞聚合物,與奈米顆粒製成了,可以重新代替人類聽覺的接收器,這種類似於無線電信號的「仿生耳」也就此誕生。





                                                                                                                                                                                                                             


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