3D打印中的仿生学

导读：大自然已经生存了超过45 亿年，总是能够适应各种情况，那么人类为什么不能这样做呢？事实上我们可以，3D打印为此提供了一种解决方案。仿生学带给了人类很多得好处，如爱因斯坦所说：“深入自然，然后你会更好地理解一切。” 每天都有新的环境问题出现或恶化，例如气候变化、森林砍伐、大量物种死亡、珊瑚礁破坏等等，利用仿生学人们可以做些什么呢？3D打印又在其中扮演着什么角色呢？



什么是仿生学？
仿生学一词，由bio（意为自然）和mimesis/mimicry（模仿）组成。指的是一种向自然学习并将其结构或解决方案融入人类设计的方式。例如斐波那契数、黄金比例或模仿鸟类的飞机机翼。西班牙参观人数最多的古迹之一，Sagrada Familia是由 Gaudí设计的，模仿了森林的结构。


△3D打印中的仿生学

此外，在许多其他发明中，大自然一直是最大的灵感来源。以魔术贴为例，它是由它的瑞士发明家发明的，当他带着他的狗在乡下散步时，他的裤子和动物的皮毛上都沾上了蓟的倒钩。美国宇航局后来在太空旅行中使用了它。现在，借助 3D 打印，仿生学更加发挥了他的作用，因为它能够制作复杂的几何形状。

3D 打印在仿生学中的作用
如前所述，仿生学和 3D 打印已经越来越多地结合在一起，特别是随着更自然的新材料的开发以及新模式或结构在零件设计中的引用。正是这种模仿自然的能力让 3D 打印发挥了重要作用，这适用于建筑、消费品和时尚等广泛行业。

一个这样的例子是使用 SLS 技术和柔性 TPE 制造的 3D 打印仿生鞋，TPE是一种提供极大舒适性和灵活性的材料。如下图所示，这个原创设计让人联想到”根和生命“。另一个项目是蝾螈机器人，它可以像真正的蝾螈一样在水下游泳或爬行。它被称为Pleurobot，由瑞士洛桑联邦理工学院 (EPFL) 开发。该机器人是用 3D 打印的骨骼和模仿蝾螈运动的机动关节创建的。


△Earth Moc，3D 打印仿生鞋&Pleurobot，火蜥蜴机器

3D 打印中的晶格结构
3D 打印中大量使用的格子结构的灵感来自大自然。你可能在很多产品中看到过这种形状，类似于蜂窝结构，当应用在不同的项目中时，它具有缓冲性能。例如，著名运动品牌阿迪达斯在4DFWD鞋款中使用了它，该款鞋采用 Carbon 技术和 40% 生物基 3D 打印材料进行 3D 打印。您可能还在诸如骑自行车者头盔或带有减震网眼的背包等项目中看到它，以便在徒步旅行时为人们提供更大的舒适度。除了提供更多的舒适度外，这种方法还使用了更少的材料并优化了物体的整体重量。


△最安全的自行车头盔之一＆带有减震网眼的背包＆阿迪达斯 4DFWD 鞋。

最后，让我们看一个建筑，这个建筑被称为“生命之塔”。它位于塞内加尔，模仿了猴面包树。这座塔有一个自治的生态系统，由于其外部结构创造了微气候、光伏玻璃发电、地基中的蓄水池和能够将有机废物转化为能源的生物反应器，它在其中产生的能量超过了它本身具有的能量，请注意，整个塔都是用当地的土壤 3D 打印的。


所以说，仿生学无处不在，而3D打印是一个让我们能够实现它的技术。相信在未来3D打印和仿生学的结合能够为人类的生活带来更大的益处。