3D打印,科技引领智慧生活

作者: 颜士州

“万能制造机”过去只是科幻作家笔下神奇的故事,人们总认为它离现实太远。然而,如今的3D打印技术正扮演着这个角色,已经成为21世纪的科技焦点,它可以在一分钟之内“打印”一支笔、一条项链,在很短的时间内“打印”出一辆轿车,甚至一架航天飞机,哪怕就是一幢大楼也可以“打印”完成。

什么是3D打印机

3D打印的基本原理就是在断层扫描的过程中,把某个东西“切”成无数个“小片”,而3D则打印其中的“小片”,每个“小片”积累起来,就成了一个整体。它的功能跟普通打印机一样,都是采用分层加工,然后叠加而成,不同的是3D通过逐层增加材料成为3D实物。称之为“打印机”就是因为3D参照了普通打印机分层加工的原理。其实3D打印机就是一种快速生成机,它可以支持若干种材料,较普遍的有塑料、尼龙、橡胶、树脂等可塑性较强的制品,当然也可以制造较为复杂的金属、铝合金制品。

其实3D打印并不是我们想象中的那么难。首先是设计目标物,形状、尺寸和颜色都必须在电脑上一次调整完成,然后将设计的物体传送给3D打印机。在打印过程中,打印机配出材料,层层堆积,在胶水或激光的作用下,把这些材料结实地黏合在一起就成为了立体产品。

几分钟“打印”一架飞机

也许你年少时就怀揣着亲手制造飞机的愿望,可是理想总是很难实现。不过,英国南安普敦大学的一位工程师实现了这个理想,他用3D打印机“打印”出世界第一架无人驾驶飞机。这架无人驾驶飞机,从机翼、整体控制面到舱门等所有部位全部由3D“打印”而成。工程师首先设计出样本,然后利用激光粉末烧结机层层打印出金属结构,这些部件只需要几分钟时间,并不要借助任何工具。飞机机翼2米,通过试飞最高时速可达160千米,而且在飞行的时候,几乎没有任何声响,可用于旅游、邮递等业务上。

更为关键的是,工程师从设计到试飞这架无人驾驶飞机,仅用了几天时间,如果采用常规的制造方法至少也要几个月才能完成;如果你随时想改变不如意的地方,瞬间即可变化。这些都是借助于3D打印技术。

3D开始治病救人

其实3D打印技术在上世纪90年代就已经出现了雏形。例如,生产厂家要生产汽车,都会有一个小小的模型,然后通过设计进入生产线。不过现在各个行业使用3D打印,设计者精心设计好各个细节以后,点击一下电脑荧屏上的“打印”就完成了。小从纽扣开始,大到汽车、飞机都可以用3D打印完成。3D打印跟普通打印机的区别在于普通打印机打印出来的是文字、图片,而3D打印机打印出来的是三维立体制品:如果你在打印机“墨盒”里装上塑料,打出的就是塑料制品;如果装上细胞,“打印”出来的就是人造器官。

3D“打印”给人类带来的最大帮助还是在医学上,因为每个病人需要的“零部件”都要进行个性化定制。例如要摘除病人的肾脏,有了3D打印技术,可以事先打印出一个模型,这样手术医生就可以根据模型进行有效摘除。目前,我国医学上的“全耳再造”,就是通过3D打印机帮忙,手术由原来的6小时缩短到1个多小时。如今这项技术正被科学家应用在药物研究上并缓解器官短缺的问题。

3D打印前景广阔

3D打印技术的应用降低了经济成本,同时也大大减少了材料的浪费,另外它有一个更大的优点是很多产品都是为了生产而设计,这往往使产品比较笨重,而3D“打印”出来的产品的重量只有原来的60%,而且坚固程度大大地增强了。

3D打印前景广阔,目前已经被世界各国科学家看好。目前世界上第一辆3D打印汽车已经在加拿大问世,时尚前卫的流线型外观,轻便环保,备受人们的青睐。而美国科学家正在研制用3D打印进行皮肤修复。3D打印也可应用于家庭,如果你设计的是小物品,用的是普通材料,仅需一台电脑跟一台打印机即可,足不出户就可搞定。当然,你需要的东西很大,3D打印机现场就要有一个建筑工地那么大了,只要借助巨型3D打印机,完全可生产出来。如果将来3D打印机走向家庭,那么每个人都可以自制生活用品了。