3D打印的创新应用
3D打印实际上并不是什么新鲜事物,首个专利早在1986年就得到颁发。但这一技术在近年来发展迅速:世界各地的新应用层出不穷,覆盖了包括医学、消费品和建筑在内的各个领域。

用打印机直接打印出令人喜爱的泰迪熊?美国一个研究团队在迪士尼的支持下发明了一种羊毛3D打印技术,这意味着除了坚硬、精密的物品以外,它还可以用于生产柔软、可挤压的物品。打印机将纱线一层一层地堆积起来,形成外观和手感都类似于毛毡的均匀材料。卡内基梅隆大学人类-计算机互动研究所的团队甚至打印出了一个可活动的泰迪熊手臂。

利用3D打印机和混凝土再生材料,上海盈创装饰设计工程有限公司不仅能够以每天十套的速度快速廉价地建造普通住房,现在还开始研究如何打印一座完整的五层公寓楼和一座独栋别墅。其目的在于为中国市场提供成本低廉的住房。每套小型住房的成本约为4500欧元(5000美元)。

3D打印已被牙医业广泛用于打印牙齿和部分颚骨;今日英国科学家又开发出了一种新的技术,利用合成材料为耳朵严重畸形的儿童打印替换部件。用于替换的耳朵一般采用手工制作,3D打印技术则让这一过程大为简化。来自伦敦大学学院的团队正在开展临床试验,目前距离将打印耳朵植入患者体内只有一步之遥。此外,该团队同时还在进行打印鼻子、气管、泪腺和血管方面的研究。

如果说3D打印注定将掀起制造业的革命,那么来自多哥的Afaté Gnikou则在确保无人因为资源匮乏而落于人后。他在洛美的Woelab微观装配实验室(Fab Lab)开发了一种完全采用电子垃圾制造的3D打印机。这种名为W.AFATE的打印机专为非洲市场打造,现已进入量产阶段,并于 2014年获得了巴塞罗那国际Fab Lab大会一等奖。

飞机制造商空客公司希望利用3D打印技术创造模仿骨骼设计的新型飞机结构——这些结构坚固柔软,重量却远远低于传统制造工艺的产物。碳纳米管在打印机内部“生长”,快速形成庞大而复杂的结构,其材料损耗极少。采用轻质材料意味着可以大幅降低油耗。

澳大利亚的4D打印技术在3D的基础上又增加了一个维度——时间。卧龙岗大学的科研人员日前成功打印出了一个可根据环境水温自动开闭的阀门。这为医疗、建筑和机器人等领域开启了无限可能,因为这些功能完备的装置可直接使用打印机制造,而不必进行组装。

金属3D打印成本高昂。但阿根廷工程师Gastón Accardi设计出了一种金属打印机原型,其制造成本仅为2欧元不到。这种打印机实际上就是一个装有酸性铜溶液的标记器,利用电镀工艺在不同类型的金属上逐层创建3D物体。尽管目前打印速度还比较慢,但未来有望成为小型企业的得力助手。

关于火星生命的话题激发了人们的无穷想象,而3D打印技术则被视为在地球以外空间满足人类从食品到居所等一切需求的万能解决方案。但是,在没有引力的情况下,如何防止打印材料四处漂浮?美国Made In Space公司与NASA合作开发了第一款适用于零重力环境的3D打印机Zero G。该产品已于去年被发射到轨道,用于测试太空制造技术。