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3D打印的未来:可以杀人也能救人

   2015-01-20 IP属地 陕西5840
  这是普林斯顿大学的研究人员以聚硅氧和软骨细胞为「墨水」3D打印出的仿生耳。金属线圈负责收发可以刺激听神经的电脉冲,就和人工电子耳一样。
  火箭引擎零件、巧克力糖偶、功能具足的复制手枪、荷兰的运河岸房屋、设计师款太阳眼镜、轻巧快速的两人座汽车、划桨船、仿生耳原型、披萨――几乎每个星期,日新月异的立体打印技术都有让人惊异的新发展。
  这听起来像是《星舰迷航记》中才会出现的东西(星舰上的复制机可以合成任何东西),但它正逐渐成为真实。一点不假,美国国家航空暨太空总署(NASA)正在国际太空站上测试一台3D打印机,确认它是否能在长期任务中负责制造餐点、工具及替换零件。
  他们还印出世界最小的锂离子电池,宽度只有1公厘,可为医疗植入物供电。他们还印出世界最小的锂离子电池,宽度只有1公厘,可为医疗植入物供电。
  地球上,企业正重新思考他们的长期商业计划。法国空中巴士公司的愿景是,到了2050年,一整架飞机都可以由3D打印的零件组装而成。美国通用电气公司(GE)则已使用3D打印机制造喷射引擎的燃料喷嘴内部组件。感兴趣的还不只是大企业。
  「我们很清楚3D打印技术将在未来扮演举足轻重的角色,」荷兰建筑师事务所DUS合伙人海德薇?赫恩斯曼表示。DUS正在阿姆斯特丹的巴克史洛特-加龙省运河旁打印一栋河岸住宅。
  建筑师汉斯?费尔穆伦站在阿姆斯特丹一栋运河岸房屋(上方示意图)以3D打印的基石上(下图)。建筑师汉斯?费尔穆伦站在阿姆斯特丹一栋运河岸房屋(上方示意图)以3D打印的基石上(下图)。
  搭建这栋13房住宅的组块将用一种特别研发、成分有80%为植物油的生物塑料化合物印制。这项为期3年的计划还会测试其他可打印的材料,例如用于浴室的大 理石粉。搭建这栋13房住宅的组块将用一种特别研发、成分有80%为植物油的生物塑料化合物印制。这项为期3年的计划还会测试其他可打印的材料,例如用于 浴室的大理石粉。
  这台高6公尺、名为「房间制造机」的打印机将于三年内测试各种材料、设计与概念,印出墙壁、檐口饰带以及房间。「我可以看到新时代将要来临,到那时大家可 以选择并下载房屋设计图,就像在iTunes上买东西一样。只要敲几下键盘,便能客制出完全符合你所想的屋型,然后再把打印机运到建地去盖房子。」赫恩斯 曼补充。
  又称「积层制造」的3D打印技术已问世约30年,最近几年因为进展快速而引发了热切关注及大胆的预测。不过,高度精密的商用3D打印机和家用打印机之间还 是存在着巨大且可能无法跨越的性能差距。3D打印机的运作方式和桌上型打印机大同小异,但「打印」时用的不是墨水,而是塑料、蜡、树脂、木材、混凝土、黄 金、、碳纤维、巧克力――甚至是活体组织。3D打印机的喷头将原料以液态、糊状或粉末的形式一层一层堆栈。有些会自然硬化,而其他材料则须以热或光来熔 合。
  这尊细节丰富、和真人等身的图坦卡门王遗骸复制品,是先根据实体木乃伊的计算机断层扫瞄图以透明聚合物印制而成,之后再塑形上色,让外表看来像是干燥脱水 的皮肤。这尊细节丰富、和真人等身的图坦卡门王遗骸复制品,是先根据实体木乃伊的计算机断层扫瞄图以透明聚合物印制而成,之后再塑形上色,让外表看来像是 干燥脱水的皮肤。
  现在任何人只要有想法、有钱,都能够投入小规模生产,只需要利用计算机辅助设计软件绘制对象的立体图,剩下的就交给3D打印公司。
  由于从计算机键盘就可以更改产品规格,这项技术特别适合限量商品、原型或是一次性的成品。
  也因为3D打印机是一点一滴堆栈出对象,材料只用在需要的地方,因此可制作出复杂的几何形物品,而且通常可大幅减轻重量且无损于强度。3D打印机也能一体成型地印出形状精密复杂的对象,以GE的钛制燃料喷嘴尖口为例,如果按照原来的方法至少需要20个组件才能制成。
  NASA用来测试可携式维生系统的仿真宇宙飞行服,有部分组件由3D打印的模具制成。NASA用来测试可携式维生系统的仿真宇宙飞行服,有部分组件由3D打印的模具制成。
  这样的精确性让以前不可能制作的物品成为可能。哈佛大学研究团队就印出了血管密布的活体组织――这是至关重要的一步,有一天可能帮助医生以患者自身的细胞 印出器官以供移植。「那是3D生物打印技术的终极目标,」领导这项研究的珍妮弗?路易斯说。「距离达成这个目标还有很多年。」
  这个在紫外光下发出光芒的「支架」由哈佛大学实验室制作,制作方式与利用生物墨水以3D打印出血管密布的活体组织的方法类似。研究人员希望这样的努力最后 能导向可打印的活体组织,并以这些组织进行药物筛选、再生,最终是器官移植。这个在紫外光下发出光芒的「支架」由哈佛大学实验室制作,制作方式与利用生物 墨水以3D打印出血管密布的活体组织的方法类似。研究人员希望这样的努力最后能导向可打印的活体组织,并以这些组织进行药物筛选、再生,最终是器官移植。
  积层制造的速度比传统制造方式慢得多,但这是可以改善的,哈德?利浦森说。这位康乃尔大学教授长期参与了3D打印技术的研究。
  「打印机的速度、分辨率以及可选择的打印材料种类都在提升当中,」利浦森说。
  以环氧树脂印出的一体成型椅子,是模仿人体海绵状的骨组织而设计的。以环氧树脂印出的一体成型椅子,是模仿人体海绵状的骨组织而设计的。
  利浦森和他的团队曾以3D打印复制了撒谬尔?摩斯的电报机。为了对历史致意,他们测试这台复制品时,打出了1844年摩斯在满心敬畏下所送出的讯息:「上帝所造何物也?」
  不管3D打印的概念是否来自天启,按下按钮的都是人类。2013年5月,政治激进分子寇迪?威尔森宣布他成功测试了世界第一把3D打印手枪「解放者」,跃上媒体头条。这支口径9.65公厘的单发手枪仅用价值约人民币353元的塑料制作而成。
  政治激进分子寇迪?威尔森在2013年成功试射以3D打印的口径9.65公厘单发手枪「解放者」,一声枪响传遍世界,执法机关也为之震动。但这种3D打印 手枪有时也会失灵(上图)。继威尔森之后,有其他人测试过塑料枪的设计,还有一间公司成功以金属印出具射击功能的布朗宁M1911口径11.43公厘手 枪。政治激进分子寇迪?威尔森在2013年成功试射以3D打印的口径9.65公厘单发手枪「解放者」,一声枪响传遍世界,执法机关也为之震动。但这种3D 打印手枪有时也会失灵(上图)。继威尔森之后,有其他人测试过塑料枪的设计,还有一间公司成功以金属印出具射击功能的布朗宁M1911口径11.43公厘 手枪。
  一开始,这个消息让执法机关大为紧张,他们预期这种用完即丢、无从追踪的手枪将会像学生的期末报告一样谁都可印。但要印一支可靠耐用的手枪并不容易――也 不便宜。加州一家名为「实在概念」的公司曾印制100支限量版布朗宁M1911、口径11.43公厘的手枪,投入的打印机及设备成本超过50万美元。
  没什么人会因为不能印一把便宜的手枪而沮丧,但很多人会因老是印出奇形怪状的东西而失望。「3D打印技术能做出让人惊奇的东西,大众看到相关报导后,以为自己在家也能做出这些东西,而且成品还会很精美,」罗利说。「不是这样的。」
  透过人脸模型,可以看到装在一名病患脸部下的钛板,这名病患因癌症失去了颊骨、上颚及右眼。工程师以数字扫描病患未受损的另一侧脸部后,再用3D打印机印 出植入物。透过人脸模型,可以看到装在一名病患脸部下的钛板,这名病患因癌症失去了颊骨、上颚及右眼。工程师以数字扫描病患未受损的另一侧脸部后,再用 3D打印机印出植入物。
  或许有一天,3D打印机真能让我们想要什么就印什么,不过罗利所预见的是一场不同的草根革命,到那时,各种想法都将有机会成为真实并接受测试,不再只是停留在草稿纸上的想象。
  时尚模特儿黛文?温莎准备在巴黎「时尚设计城」的成衣展中走秀。她身上穿的3D打印洋装是一名时装设计师和一名建筑师的合作结晶。时尚模特儿黛文?温莎准备在巴黎「时尚设计城」的成衣展中走秀。她身上穿的3D打印洋装是一名时装设计师和一名建筑师的合作结晶。
 
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