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3D列印的創新應用
3D列印的創新應用
3D列印實際上並不是什麼新鮮事物,首個專利早在1986年獲得頒發。但這項技術在近年來發展迅速:世界各地的新應用層出不窮,涵蓋了醫學、消費品和建築等各種領域。
用印表機直接列印出令人喜愛的泰迪熊?美國一個研究團隊在迪士尼的支持下發明了一種羊毛3D列印技術,這意味著除了堅硬、精密的物品以外,它還可以用於生產柔軟、可擠壓的物品。印表機將紗線一層一層地堆積起來,形成外觀和手感都類似毛氈的均勻材料。卡內基梅隆大學人類-電腦互動研究所的團隊甚至列印出了一個可活動的泰迪熊手臂。
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列印已被牙醫業廣泛用於列印牙齒和部分顎骨;今日英國科學家又開發出了一種新的技術,利用合成材料為耳朵嚴重畸形的兒童列印替換部件。用於替換的耳朵一般採用手工製作,3D列印技術則讓這一過程大為簡化。來自倫敦大學學院的團隊正在開展臨床試驗,目前距離將列印耳朵植入患者體內只有一步之遙。此外,該團隊同時還在進行列印鼻子、氣管、淚腺和血管方面的研究。
如果說3D列印註定將掀起製造業的革命,那麼來自多哥的Afaté Gnikou則在確保無人因為資源匱乏而落於人後。他在洛美的Woelab微觀裝配實驗室(Fab Lab)開發了一種完全採用電子垃圾製造的3D印表機。這種名為W.AFATE的印表機專為非洲市場打造,現已進入量產階段,並於 2014年獲得了巴賽隆納國際Fab Lab大會一等獎。
飛機製造商空客公司希望利用3D列印技術創造模仿骨骼設計的新型飛機結構——這些結構堅固柔軟,重量卻遠遠低於傳統製造工藝的產物。碳奈米管在印表機內部「生長」,快速形成龐大而複雜的結構,其材料損耗極少。採用輕質材料意味著可以大幅降低油耗。
澳大利亞的4D列印技術在3D的基礎上又增加了一個維度——時間。臥龍崗大學的科研人員日前成功列印出了一個可根據環境水溫自動開閉的閥門。這為醫療、建築和機器人等領域開啟了無限可能,因為這些功能完備的裝置可直接使用印表機製造,而不必進行組裝。
金屬3D列印成本高昂。但阿根廷工程師Gastón Accardi設計出了一種金屬印表機原型,其製造成本僅為2歐元不到。這種印表機實際上就是一個裝有酸性銅溶液的標記器,利用電鍍工藝在不同類型的金屬上逐層創建3D物體。儘管目前列印速度還比較慢,但未來有望成為小型企業的得力助手。
關於火星生命的話題激發了人們的無窮想像,而3D列印技術則被視為在地球以外空間滿足人類從食品到居所等一切需求的萬能解決方案。但是,在沒有引力的情況下,如何防止列印材料四處漂浮?美國Made In Space公司與NASA合作開發了第一款適用於零重力環境的3D印表機Zero G。該產品已於去年被發射到軌道,用於測試太空製造技術。
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