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3D打印被称为“机器猫的口袋”

发布时间:2019-01-05 01:06:01 文章来源:未来智讯    
    3D打印被称为“机器猫的口袋”作者: 本刊编辑部   3D打印的技能原理:与其说3D打印是一种打印技能,倒不如说是从“3D虚拟”到“3D构造”的过程,最关键的步骤是借助3D辅助设计软件在电脑中建立起三维模型。随后打印的过程便是一个“构造”的过程,之所以被称为“打印机”是因为参照了其技能原理。3D打印是断层扫描的逆过程,断层扫描是把某个东西“切”成无数叠加的片,3D打印便是一片一片地打印,软件通过电脑辅助设计技能(CAD)完成一系列数字切片,并将这些切片的信息传送到3D打印机上。打印机会将连续的薄型层面堆叠起来,直到一个固态物体成型,成为一个立体物体。因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似,所以也能够直接理解为“喷墨”。但3D打印机与传统打印机最大的区别便是,其使用的“油墨”能够相当多样,从有机物到无机物,几近所有材料都能够用来进行3D打印。
   3D打印模型
  2012年12月,在纳斯达克上市的全球最大专业级3D打印设备制造商Stratasys宣布与以色列的3D打印企业Objet合并,其中后者利用Objet 3D打印机为电影特效片段制造3D模型和原型,为演员量身定制能够完全符合演员的脸、颈部和头部的道具,在电影《侏罗纪公园》、《阿凡达》、《钢铁侠》以及《复仇者联盟》中都有应用,因此其在业界早已小有名气。如今越来越多的电影都起初使用3D打印机制造道具,当然你也能够打印一个“自己”,即缩小版的人物模型。
   3D打印服装/鞋
  荷兰时尚设计师Iris van Herpen展示的服装设计作品,全部使用3D打印机一次成型。通过3D打印技能制造的服装,突破了传统服装剪裁的限制,帮助设计师完整地展现其灵感。
  Continuum是一家提供定制服务的时装公司,如今也起初卖3D打印的鞋子。名为Strvct的镂空鞋的设计别致而严谨,你能够选择不同的颜色、式样、鞋跟高度。鞋子打印出来之后会进行镶皮处理,底部也会加上纹理橡胶,从理论上说跟普通鞋子差不多。只是每双鞋的价格为900美元,这显然不太亲民。
   3D打印自行车/飞机/汽车
  2011年3月,英国一名科学家设计出一款名为Airbike的自行车,并用打印机一次成型地打印出车轮、轴承和车轴。常常情况下,这些零部件需要由多个工场制造,而后进行组装。这辆自行车选取尼龙材料,坚固程度与钢铝材料不相上下,但重量却减轻了65%,关键是――它能够骑。
  此外,美国弗吉尼亚大学工程系研讨人员制造了一架3D打印的无人飞机,巡航时速可达到45英里;16名比利时工程师利用3D打印机制造了一辆全尺寸赛车,并完成测试。
  而3D打印制造出来的汽车最出名的当数Urbee车型,车身由一个特制的3D打印机层叠建造,除了将超薄合成材料缓慢地融合成固体外,这款独特的汽车就像将绘画形成了活生生的实物。据明白,Urbee汽车不会在短时间内分解,至少能够使用30年。这款3D打印汽车的面世完全是一个里程碑事件,它选取汽油和电力混合发动机,使这款汽车成为世界上最环保的汽车之一。专家称,Urbee汽车仅使用类似大小普通汽车1/8的能量,其在高速公路上每加仑汽油可行驶200英里。
   3D打印建筑
  本日,荷兰建筑师发布一则消息:一座选取3D打印技能建筑的房屋最快将于明年建成。这座仿莫比乌斯环的3D打印房屋,力图“完成人力建造办不到的事”。其实3D打印出房屋在硅谷早露峥嵘:“打印”一座房子的时间是20小时,单位面积的承重能力是标准混凝土的3倍。此外,英国Softkill Design也正着手使用3D打印技能建造大批量民用住房,这些房屋以骨骼架构为原型,以纤维尼龙为结构制作所有部件需3个星期,组装起来只需1天。
  更让人瞠目结舌的是,欧洲航天局已着手同建筑公司Forster+Parterners联手研发在月球打印一座空间站的项目。一批机器人将在未来40年内被空降至月球,利用月球的土壤及其他材料,通过3D打印技能将其制成建筑材料,进而完成空间站的建设。
   3D打印桌椅
  近日,一名叫Bitonti的设计师利用3D打印技能,打造出了几款ABS塑料及金属不锈钢材质的桌椅家具,造型奇特,外观华美。
  椅子是由许多极微小的分支组合在一同,变成了一个极具刚性质量的结构。椅子的构造是将独立浮动的点按照云重建的算法来完成的。这款椅子是利用FDM 3D打印技能直接数字化制造而成,整个椅子能够按照需求来用ABS塑料制造出来。
  桌子桌面顶部的每个开口向下贯穿到桌腿,然后又退回底部,该桌面是一个复杂的无限体表面,外部变内部,内部形成外部,如此重复的交错在桌子表面,变成一个空间结构。桌子选取一种金属材质,是由3D打印技能造成的实用家具。
   3D打印食物
  英国埃克塞特大学研讨人员于2011年就推出了世界首台3D巧克力打印机原型,与普通喷墨打印机的原理相似,3D巧克力打印机的事务原理也是扫描、分层加工、出型等。而它使用的“油墨”则是液态巧克力,打印出来的“成品”则包罗万象,从巧克力食物到巧克力日用品,乃至巧克力服装。
  2012年10月,荷兰国家应用科学研讨院研发出了一台3D食物打印机,人们能够借助这台机器,以巧克力等食材为原料,打印出各种造型奇特的食品。该研讨院的研讨员克耶德・范博梅尔说,这种机器由抑制电脑、自动化食材注射器、输送装置几局部组成,使用者最初在电脑预存的造型中进行选择,点击“打印”之后注射器上的喷头就会将食材均匀喷射出来,以逐行逐层“打印”的方式制作出立体小甜点。   3D食物打印机不但能够帮助人们设计出不同样式的食物,还能帮助人们制作出更加营养、健康、有趣的食品。
   3D打印鲜肉
  2012年7月,英国《每日邮报》报道称美国宾夕法尼亚大学宣布以改进的3D打印技能“打印”出了鲜肉,这种利用糖、蛋白质、脂肪、肌肉等原材料炮制出来的“肉”具有和真肉相似的口感和肌理,甚至连毛细血管都能“打印”出来。此外,硅谷的一家创业公司Modern Meadow也使用3D打印技能打印出了“鲜肉”。打印“鲜肉”的步骤:采集皮肤、肌肉细胞作为样本;胰酶处理,破坏细胞粘连,将组织分散为单个细胞,扩增培养;将细胞按片层状整合到一同,在随后的生物聚合过程中将细胞粘合到一同;将整合好的细胞层置于体外反应器皿中,继续成熟;数周后,终止细胞的营养供给,收集细胞用于加工成品。实际上,3D打印出的“鲜肉”是利用实验室培养出来的细胞介质生成一种类似鲜肉的替代物质,这种物质同样能提供人体所需的蛋白质。
   3D打印器官
  英国研讨人员首次用3D打印机打印出了人体胚胎干细胞,不但鲜活而且具有发展为其他类型细胞的能力。研讨人员称,这种技能或可制造人体组织以测试药物,或制造器官乃至直接在人体内打印细胞。爱丁堡赫里奥特-瓦特大学和中洛锡安郡罗斯林干细胞公司研讨人员也研发了胚胎干细胞3D打印机,并在2013年2月5日出版的英国《生物制造》杂志发表论文表示:检测结果显示,打印24小时后,95%以上的细胞仍然存活,打印过程未杀死细胞;打印3天后,超过89%的细胞存活,而且仍然坚持多能性,即有分化出多种细胞组织的潜能。
  此外,研讨人员还用3D打印的干细胞制造出骨髓和皮肤,他们认为最后能借助这种方法制造器官。例如,2月20日,美国康奈尔大学研讨人员在《公共科学图书馆综合卷》上发表汇报称,他们利用牛耳细胞在3D打印机中打印出人造耳朵,能够用于先天畸形小孩的器官移植。
   3D打印唱片
  唱片也能“打印”?对,没错。Instructable的助理科技编辑阿曼达・加思使用最先进的Objet Connex 500打印机打印了几张唱片,可是只管把机器设置成了最佳状态,但打印出来的唱片仍比一张乙烯基塑料唱片的音质远差10倍左右,而且这种3D打印唱片还会因残余树脂损毁转盘的唱针。
  不但如此,3D打印还有许多其他鲜活的案例,如3D打印棋盘游戏、3D打印玩具、3D打印人体骨骼、3D打印机械臂、3D打印枪、3D打印雕塑等,俨然成了“机器猫的口袋”。
  甚至有人开玩笑:“明天就要去月球了,我们的火箭呢?”“在U盘里,我马上去打印出来!”
  3D打印究竟是“真神话”,还是“被神化”?你怎么看?
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