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3D打印将引起新一轮工业革命?

发表于:2019-07-13 10:53 作者:新闻小编 来源:新闻小编

  美国《时代》周刊已将3D打印列为美国十大增长最快的工业,英国《经济学人》杂志则认为它将与其他数字化生产模式一起推动实现第三次工业革命。数字化生产模式将对制造业的发展带来巨大影响,它将改变制造商品的方式,并改变就业的格局。3D打印就是这场革命的主角。工业革命让大规模制造物品成为现实,而数字化革命尤其是3D打印技术又让每个人都可以是一家工厂。

  背景:3D打印的内衣,将彻底解决女性的不合身和舒适问题;3D打印的玩具,不会再有孩子拆开包装,不知道如何拼装机器人;3D打印的AK47,也许会打破这个世界旧有的观念和立法,拥有武器会成为一项普遍的权利。人体的每个部位和器官,3D打印都能完美复制,使得人体可以像机器一样随意替换一个零件,生命极限由此将再次得到突破。

3D打印是什么?

  3D打印技术和传统的打印技术有着很大差异。传统打印机只能在纸张上用墨水打印。而3D打印则突破了这种条条框框。

  中科院化学研究所研究员、新材料实验室主任宋延林称,它的墨水可以是各种材料,比如金属、陶瓷、塑料、细胞、砂石甚至各种食物。通过高温或者激光的方法,墨水被抽成丝状。随后,这些半流体状态的材料按照计算机中的三维模型,喷嘴按照x、y、z三个坐标轴的定位点喷出,然后在指定的位置凝固成形。经过一层一层地堆积后,模型就渐渐形成立体的结构。

  简单来说,3D打印就像断层扫描的逆过程,断层扫描是把对象切成无数叠加的片,而3D打印则是一片片地打印,然后逐渐累积成为一个立体物体。这就意味着,只要有3D模型,你甚至可以打印出一座等高的维纳斯雕塑放在家中。

3D打印机现在都可以打印些什么?

  汽车

  据英国《每日邮报》2011年9月23日报道,世界上第一辆打印汽车在加拿大亮相,这辆3D打印汽车名叫Urbee,是一辆三轮、双座混合动力车。它使用电池和汽油作为动力。虽然单缸发动机制动功率只有8马力,但由于其小巧轻便,最高时速可达112公里。

  先进的3D立体打印技术不仅使Urbee具有时尚前卫的流线型外观,还减少了制造过程中对原材料的浪费,可谓是名副其实的环保车型。

  与许多其他奇特的新概念汽车不同,这款汽车将会更加经久耐用,至少能使用30年。

  房子

  美国一公司CEO在今年做了一个极富洞察力的科技设计演讲,,南加州大学Behrokh Khoshnevis教授想建立一个3D打印机可以在一天内打印出一套房子,而且是在20小时内。

  这个巨大的3D房子打印机将从房子地基开始,地板、墙、天花板、管道甚至更高级的东西,比如电线,你只要把门和窗户的CAD图样画清楚,保证打印完后有洞可以供你进去,其他的则留给巨大的3D打印机就行!

  3D打印机的可贵之处在于它可以听从电脑程序,打印完一层自动爬上另一层,非常有次序,甚至比人工的更加准确,一砖一瓦都不会遗漏,所以这保证了它的稳定性;而且会依据强大的几何计算、采用坚固的材料,来保证几年到更多的时间内,房子不会有质量问题。3D打印机将会终结这个历史并大量压缩建成一栋房子的时间。

  器官

  今年7月,英国《每日邮报》报道称,美国宾夕法尼亚大学宣布用改进的3D打印技术打印出了鲜肉,这种利用糖、蛋白质、脂肪、肌肉细胞等原材料打印出的肉具有和真正的肉类相似的口感和纹理,就连肉里的微细血管都能打印出来。

  据美国威克森林大学的安东尼介绍,打印肾脏时,研究人员首先从成年病人的骨髓和脂肪中提取出干细胞,通过采用不同的成长因子,这些细胞能够被分化成不同类型的其他细胞;然后他们再将这些细胞转化成液滴,制成生物墨水。然后注射器一层一层地将生物墨水喷涂到凝胶支架上,直到器官的三维结构完成。

  威克森林再生医学研究所的所长Atala称,他们的团队在十年前就已经成功制造了一个人工膀胱移植到视频里那个叫卢克的男孩身上,而且运作良好。

  枪支

  听起来是不是又激动又害怕? 不过不管怎样,世界上已经有人开始做了。Cody Wilson和他的朋友们本月初成立了一个 Defense Distributed(分布式防御系统),可以通过网上下载武器模型来用3D打印机打印出来。他们已经打印出 AR-15自动步枪和模型,而且现在已经可以在官网上下载3D模型和购买3D打印机。

  值得庆幸的是,这种打印出来的枪支无论是在耐用程度还是在威力上目前暂时都无法和真正的枪支相媲美。

从3D打印枪支所带来的反思

  据国外媒体报道,一直以来枪支都可以在家生产。但如果不再需要枪支知识和制枪技术就能制造枪支,这个社会会变成什么样?

  无法合法购买枪支的重罪犯能在家打印一支枪的日子,已经为期不远。青少年在他们的卧室里制作枪支时,他们的父母可能认为他们是在玩电脑。现在就谈谈如何制作功能齐全的枪支。从网上免费下载示意图,然后在3D打印机上制作枪支,所有一切都只通过点击按钮完成。

  点击打印,然后走开,几小时后你就拥有一支枪了。这样制作枪支不需要接受背景调查,没有年龄限制,枪支身上也不需要刻上序列号或需要跟踪枪支去处的销售收据。这听起来像是科幻小说,但3D打印机正迅速成为消费产品。

  这些价格约为1000美元的打印机,可以通过喷薄薄的塑料、金属或陶瓷涂层打印各种形状的物体。长期以来这种打印机一直用于工业企业制作原型产品和零部件。每周3D打印机的速度都在变快,价格也在下降。制造商MakerBot已在曼哈顿开设了3D打印机零售店。中国公司已开始生产这种产品,并将价格降至500美元。

  结语:19世纪爆发了以蒸汽机为标志的第一次工业革命,20世纪又有以电气化为基础的第二次工业革命按照数字的规律,第三次工业革命应该将发生在21世纪。然而是什么会成为第三次工业革命的象征目前尚无定论,而各媒体呼声最高的热门技术非3D打印莫属。

  虽然,3D打印还属于初期,但其发展前景不可小看,就像第一部触屏手机、第一部数码相机的问世一样,现在人们无需任何专业知识,通过下载图纸,就可以购买普通的3D打印机在自己家里打印出各种简单的物品,随着3D打印的发展,也许有一天将会影响整个制造业的格局。

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