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3D打印魅力 近距离感受

2019-06-11 09:59 出处:未知 人气: 评论(

  饿了,按照个人口味打印一颗定制级巧克力;累了,自选颜色和材料打印一张椅子坐坐;准妈妈产检拿到的不再是简单的B超照片,而是可以提前抱抱腹中宝贝;设计师推出的最新概念车,先打印出一辆试驾一下这些不是异想天开的想象,而是近来工业科技界最炙手可热的3D打印。昨天起揭幕的首届上交会上,特设的3D打印技术专区最具人气,来自欧美和国内的近30家企业和机构带来不同的3D打印创新技术和解决方案,让人近距离感受3D打印的魅力。

  每个人都可以是发明家

  3D打印,首先要有需打印物体的三维模型,可以是在电脑中设计的三维数据,也可以是根据现有实物扫描采集数据,再在电脑上加工,然后借助3D打印机,加入所需要的特殊材料,比如塑料、金属粉等,然后打印出实物来。

  记者在现场看到,一台台大小不一的3D打印机外观就像大号的微波炉,隔着透明的外壳可以看到里面正塑造着需要打印的零部件。打印所需的材料,是旁边的一圈塑料线,打印机吃下这样的材料,吐出人们需要的物品。维纳斯头像、椅子、卡通玩偶马里奥3D打印机忙得不亦乐乎。

  参展商陕西恒通智能机器有限公司的李裔介绍,3D打印技术的革命性在于,传统的制造是做减法,即在一块材料上借助工具和设备进行切削,例如把铁块变成特定形状的零件;而3D打印是做加法,严格说叫做累加生产,一层一层累加,其实是把一个物体通过无数个水平切面累加起来,最终堆叠出需要的东西。不受外部形状、内部结构的限制,只要在电脑中提前设置好数据,加载到机器中,就能自动打印出想要的任何形状。李裔?指出,3D打印的优点在于精度高,误差在0.1毫米以内,这样的精度可以满足手机、电器产品、汽车外壳等各种工业产品的需要。

  有了3D打印,理论上每个人都可以在家或者很近的地方把脑中想象的物品打印成实物,每个人都是发明家的DIY定制时代到来了。参展的北京上拓科技有限公司展示了用3D打印机的各种可能性:立体的地形图,等比例缩小,形状色彩都逼真;在3D打印机中加入彩色料,可以打印出自己的立体人像。3D打印机也有可能走进家庭,目前价格较低的机器每台售价数千元,加上每千克几百到几千元不等的耗材,未来如果普及,预计成本将降得更低。

  医学领域最有用武之地

  除了平添生活乐趣,3D打印在医学领域大有用武之地。

  展会上,福斐科技发展有限公司介绍,他们从德国引进的3D打印技术已经开始进入医疗行业。以假牙为例,过去人们要定制一副假牙,需要反复倒模制造人工模具,不仅耗时,而且昂贵。现在有了3D打印,只要用一个小巧的数据采集器伸入口腔进行三维摄影采集数据,然后通过电脑软件处理,就能很快定制假牙的全套数据,接下来,选用假牙专用的材料,比如钛合金,经过两三个小时的打印,量身定做的假牙就做好了。

  在医学领域,因为病患的个体差异,所以许多时候都需要定制,这正是3D打印所擅长的。伤患人士需要的假耳、下颌骨,都可以打印出来,关键是选用不同的材料。据悉,上海的一些医院已经在用3D打印技术辅助治疗。骨盆肿瘤手术是骨科领域难度很高的一种手术,有了3D打印机,医生可以事先通过拍片,打印出一个与患者一模一样的塑料骨盆,然后根据这个骨盆模型,讨论设计手术方案,甚至提前演习。目前这样设计手术在上海一些医院骨科已成为高难手术前的常规操作。

  而医用3D打印更远大的目标,是要在打印机的墨盒中装上细胞,打印出真正的人体器官,让患者受益。不过,这显然不仅需要3D打印的技术,更需要和新材料、生物医药等领域研发的结合。

  创造与智造成未来趋势

  随着3D打印旋风兴起,有人认为,这将带来又一次工业革命,特别是对中国制造带来冲击。还有人认为,制造业企业的门槛也降低了,小企业甚至个人都可以生产产品。理由是,家具、玩具、汽车零部件等各种产品,消费者都可以自行按需打印,不必依赖生产商、零售商了。但就记者在上交会的采访了解,这样的担忧并不必要。

  首先,相比于做一颗假牙的倒模、制模过程,3D打印出一颗假牙的时间固然缩短了,但是相比于规模化工业生产,一秒钟内冲压成型,一分钟内流水线上生产出成批产品,3D打印缓缓堆叠的速度是不可同日而语的。其次,新设计一个汽车零部件,如果要新开一套模具可能需要十几万,利用3D打印或许只需数千元,成本大大下降。但如果进入批量生产阶段,一套零部件生产系统可以反复、大量生产,而3D打印则要一个个打印,成本并不低。

  不难发现,3D打印的优势在于定制、少量的制作,在现阶段更多的是用于体积较小的产品,而在量产方面,3D打印并不合适。另外,现阶段的3D打印,能够使用的材料也有限,最多的是塑料,而市场上的产品有千百万种材质,全靠3D打印并不现实。如果没有材料科学的突破,不可能取代目前的机械加工模式。

  眼下只是3D革命的初级阶段,很多复杂的东西还不能打印,打印有活性可以移植的人体器官、设置营养成分来精确打印出食品,这些还只是美好设想。

  然而,3D打印虽然未必可以撼动中国制造,却将唤醒中国创造。只要有想法,会设计,借助电脑设计软件确定物品的三维尺寸,就可以把头脑中的创意变成现实,然后去寻找市场,这对产品研发具有很大价值,对于中国培养设计力量、培育研发设计企业是个重大利好。另外,3D打印将助推个人化定制业务的发展,按需定制、即时制造,供需可以无缝对接,避免供销不对路。而定制业务的利润率往往较高,创造和智造将成今后趋势。

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