日新月异的3D打印技术

3D打印技术真正步入市场，不过几年间的事，然而现在3D打印行业的市场价值据美国专业机构的初步统计，已达到20多亿美元。专家们预计，到2021年，3D打印的规模会是现在的5倍。届时，我们的衣食住行可能都已是用3D打印解决，甚至我们飞向外太空的梦想、肢体再生的理想等，也可能依赖3D打印来实现。
　　以下你便会看到一些稀奇物件：3D打印的房子、泳衣、机器人、战斗机，甚至是用人体细胞打印出的鼻子！
　　打印材料不断出新
　　如果你对打印的认识还只是停留在用油墨打印到纸张上，那只能说你“实在是太老土了”！现在的3D打印技术几乎能将你想到的任何东西都完美地打印出来，而且还是完全立体的。这一想法，当然是基于打印材料的日新月异。比如，目前人们已经开始把金属、粘土、木头等种种材料应用于3D打印。接下来，还会有更多新材料被引入3D打印，人类的生活将会提升到另一个新阶段。
　　用混凝土打印房子
　　美国南加州大学开发的“轮廓工艺”3D打印技术，如今已得到美国航天局出资赞助，因为他们可以在24小时内打印出一栋两层楼高、约232平方米的房子。
　　只需要先设计好图纸，一台像桥式起重机的3D打印机器人就可以在选好的地址上一层层地盖楼—其实就是用3D打印机喷嘴喷出高密度、高性能混凝土，逐层打印出墙壁和隔间、装饰等，再用机械手臂完成整座房子的基本架构。全程由电脑程序操控。
　　这种建筑方式相当节省材料，因为他们打印出来的墙壁都是空心的，所以可以节省20%-25%的资金和25%-30%的材料。虽然质量更轻，墙壁的强度系数却远远超过了传统房屋—约为10000psi(即每平方英寸能够承受10000磅压力)。此外，还节省了人力，也减少了二氧化碳的排放。
　　用金属打印飞机零件
　　用先进的激光技术先把金属粉碎成细末，再通过打印机重新组合塑型，不仅造型可以随心所欲，而且通过打印过程的再加工，可能打造出的金属物件还会更加耐用。
　　于是有人用金属打印汽车、飞机零件，在这个过程中，3D打印技术最突出的优点就是无需机械加工或模具，能直接从计算机图形数据中生成任何形状的物体，从而极大缩短产品的研制周期，提高生产效率和降低生产成本。
　　用石墨烯打印电池
　　澳洲石墨矿公司Kibaran Resources与3D打印公司3D Group还共同研发出石墨烯在3D打印市场中的应用。
　　通过注入石墨烯打印原型电池，仅用部分传统装置成本便制造出石墨烯微型超级电容，其充电和放电速度比普通电池快1000倍，并能够存储更多的电能。
　　用虾壳打印创可贴
　　有科学家甚至用一种从虾的外壳和蚕丝中提取的蛋白制成的新材料“Shrilk”，通过3D打印来生产医药伤口敷料和可迅速降解的包装品替代材料，这也是一种成本低，又环保，并且具有生物相容性的新材料。
　　用人体细胞打印鼻子
　　最不可思议的是，最近研究人员还开发出用培养人体细胞来重塑人体器官的技术：比如，9岁的Kieran Sorkin，利用自己肋骨的软骨组织重获自己的耳朵。
　　完成这一壮举的瑞士苏黎世联邦理工学院的3D生物打印技术团队，通过将生物聚合物和软骨细胞重组，打印出与人体不会产生排斥的假体组织，帮助病人把外科移植手术的负面影响降到最低。他们先从病人身体（膝盖或手指）上采集活体细胞，进行人工培养繁殖，这个过程中会添加一些生物高聚合物，最后把这些材料放置到打印机的注射器中进行假体打印—这台特殊的3D打印机拥有一个支持8根注射器的转轮，每根注射器都可以装入相应的生物材料—然后在计算机控制下，在机床上一层层地打印，最后成形一个软骨鼻子—整个过程大概需要16分钟。
　　实际上，在人体中移植这些假体后，人类的细胞组织会慢慢“吞噬”它，几个月后就会呈现出正常的轮廓。不过用3D打印的假肢与身体吻合的地方会留下一些疤痕，因为这个过程会需要做些缝合。
　　你能想到的，都能打印
　　有了材质的基础，人们更加能够发挥想象力—你想到什么，打印出来就好了！比如机器人、汽车、战斗机……甚至是食物。
　　有人打印了牙齿—扫描测量出牙齿的合适大小、位置后，剩下的事就交给3D打印机便好。这样打印出的假牙、牙套会更配合个人口腔特点；有人打印出了汽车的外壳、座椅、底盘、方向盘、刹车板、挡泥板和轮胎，如果配上一个发动机，汽车或许就可以上路了；还有人打印出了无人机，飞行速度能达到每小时约64公里，续航能力长达45分钟。
　　3D打印飞机
　　英国航空航天系统公司最近宣布，一架首次装配3D打印金属零件的旋风式战斗机已在英国试飞成功。这次试飞的飞机有不少3D打印部件，其中包括驾驶舱无线电防护罩、起落架防护装置和进气口支架。
　　使用这种新技术将为英国空军今后4年里在维修飞机方面节省1100万元人民币。而且据该公司介绍，这次的飞机零件都是在位于英格兰东部的英国皇家空军基地生产，部分零件造价甚至不到1000元人民币。
　　3D打印服装
　　3D打印服装已不新鲜，重要的是它怎样才能穿着舒适，因为用于3D打印的材料通常较硬，很容易破裂。
　　荷兰设计师Pauline van Dongen尝试用3D技术打印出穿着服帖、还能随身体活动而作出“响应”的服装。最后她设计出了一种装上了多个镍钛合金打印的弹簧的塑料服装—镍钛合金具备形状记忆的特性，在某个温度下，它会变形，当温度恢复，它又会恢复原状。
　　这种服装以弹簧式结构缠绕在人的身体之上，模特行走起来，会有一种深海珊瑚在海中移动的美感。
　　3D打印机器人
　　看过电影《超能陆战队》吧？里面那个小男孩设计的小机器人可以随意组合，带来了运输、建造等行业的革新。最妙的是，这种小机器人可以用一台打印机批量生产。
　　其实，号称“第一个可以打印出来的机器人”已经诞生了。这个高机动性能的PLEN2机器人，包括控制板、伺服电机及配件，用一把螺丝刀就可以组装完成，不需要任何技术知识或特殊工具，然后使用智能手机、PC，通过传感器设备，用身体动作、表情、脑电波等即可操控它。当然最重要的是，它的主要部件可以通过3D打印完成。
　　PLEN2可以轻松编程、添加功能，还可以搬运小东西、跳舞、踢足球……所以低龄孩子们也可以体验自己组装机器人的乐趣了。
　　3D打印美食
　　下次在餐厅点餐时，如果发现盘子里的肉块模样几乎一模一样，不要惊讶，它可能就是3D打印出来的。
　　设计师Miguel Valenzuela关于这种3D打印食物的灵感来源于他的女儿—有一次，女儿误会了他说的一番话，以为他要用乐高做一款打印薄饼的机器，于是他就决定要真正做一台可以打印食物的机器。
　　这款打印机还可以在平底锅上直接喷射面糊，打印出数码图片上的图形。制作一些比较复杂的饼干造型，对它来说也轻而易举。
　　在未来，它还可以根据每个人特定需求来完美定制出产品，比如剔除食物中可能会令人过敏的成分。
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