3D打印技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越普遍的被應(yīng)用于電影中。好萊塢電影《007:大破天幕殺機(jī)》中的阿斯頓·馬丁DB5豪車就是3D打印的模型。為了能夠讓電影打斗動(dòng)作更加逼真,3D打印可謂是最佳選擇,同時(shí)也避免真車上陣不小心被刮傷的危險(xiǎn)。
目前,越來(lái)越多3D打印創(chuàng)造的奇跡經(jīng)由媒體報(bào)道被大眾所知,以至于當(dāng)去年上映的成龍新片《十二生肖》中出現(xiàn)用手套掃描獸首,遠(yuǎn)端瞬間制造出贗品的場(chǎng)景時(shí),人們一點(diǎn)也沒(méi)感到新奇。
荷蘭阿姆斯特丹建筑大學(xué)的建筑設(shè)計(jì)師Janjaap Ruijssenaars設(shè)計(jì)了全球第一座3D打印建筑物“Landscape House”,而且特別模擬了奇特的莫比烏斯環(huán)。
打印房打印車打印媳婦,
無(wú)所不能的3D打印
荷蘭兩家建筑公司日前宣布,計(jì)劃下半年利用3D打印機(jī)建造漂亮的景觀房。相比傳統(tǒng)建筑工藝,這項(xiàng)技術(shù)更環(huán)保,不再需要將木料和水泥運(yùn)到工地。甚至有人建議,可以將3D打印的太陽(yáng)能電池板鋪在房屋外層發(fā)電。事實(shí)上,用3D打印技術(shù)蓋房子已非新聞,英國(guó)倫敦的一家建筑企業(yè)Softkill Design率先提出了用塑料打印房屋的概念。按照發(fā)明者的設(shè)計(jì):將所有的組件制造好,需要三個(gè)星期的時(shí)間,裝配起來(lái)則僅需一天的功夫。
目前,越來(lái)越多3D打印創(chuàng)造的奇跡經(jīng)由媒體報(bào)道被大眾所知,以至于當(dāng)去年上映的成龍新片《十二生肖》中出現(xiàn)用手套掃描獸首,遠(yuǎn)端瞬間制造出贗品的場(chǎng)景時(shí),人們一點(diǎn)也沒(méi)感到新奇。如今,3D打印技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越普遍的被應(yīng)用于電影中。好萊塢電影《007:大破天幕殺機(jī)》中的阿斯頓·馬丁DB5豪車就是3D打印的模型。為了能夠讓電影打斗動(dòng)作更加逼真,3D打印可謂是最佳選擇,同時(shí)也避免真車上陣不小心被刮傷的危險(xiǎn)。西雅圖國(guó)際電影節(jié)也曾利用3D打印技術(shù)微縮制造了眾多電影中的場(chǎng)景拍攝宣傳片,帶領(lǐng)人們走進(jìn)一場(chǎng)感懷電影往事的旅途。據(jù)《連線》雜志報(bào)道,Urbee2是一款三輪的混合動(dòng)力汽車,它的所有零部件全部經(jīng)由3D打印制造出來(lái),看來(lái)除了模型,實(shí)實(shí)在在的產(chǎn)品也難不住3D打印。
當(dāng)房子、車子已可以輕松打印時(shí),網(wǎng)友們竟開(kāi)始在網(wǎng)站的新聞留言中討論起了打印個(gè)媳婦的可能性。當(dāng)“吊絲”們把“有房有車有媳婦”當(dāng)成人生目標(biāo)時(shí),3D打印技術(shù)似乎可以讓他們一秒鐘變“神筆馬良”,實(shí)現(xiàn)自己的夢(mèng)想。雖然聽(tīng)起來(lái)有些荒誕,但是真要打印個(gè)媳婦也并非不可能。
據(jù)英國(guó)媒體報(bào)道,英國(guó)研究人員已實(shí)現(xiàn)用3D打印機(jī)打印出胚胎干細(xì)胞,干細(xì)胞鮮活且保有發(fā)展為其他類型細(xì)胞能力。美國(guó)康奈爾大學(xué)和威爾·康奈爾醫(yī)學(xué)院的研究人員合作,利用3D打印技術(shù)和含有牛耳活細(xì)胞的凝膠造出一種新型人工耳,無(wú)論在外觀還是功能上,均可與真耳相媲美。美國(guó)的一家醫(yī)院完成了一項(xiàng)非常大膽的手術(shù):使用3D打印出人的頭骨,來(lái)替代患者原本高達(dá)75%已受損骨骼。
雖然,打印房子、車子甚至媳婦已經(jīng)在理論上是可以實(shí)現(xiàn)的,但對(duì)于“吊絲”們而言,也許情況并沒(méi)有那么樂(lè)觀。近日,當(dāng)記者帶著對(duì)3D打印的好奇和疑問(wèn)探訪國(guó)內(nèi)首家3D打印體驗(yàn)館時(shí)得知,目前打印一個(gè)20厘米左右的人物雕塑需要花費(fèi)大約4000元左右。如果真要打印個(gè)媳婦還真不是“吊絲”們能夠負(fù)擔(dān)得起的。
從3D到4D,
3D打印全速前進(jìn)
據(jù)3D打印體驗(yàn)館工作人員介紹,3D打印,即快速成型技術(shù)的一種,擺脫了傳統(tǒng)機(jī)械加工中“去除材料”的方式,采用“材料堆積”的方法,它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。
3D打印思想起源于19世紀(jì)末的美國(guó),并在20世紀(jì)80年代得以發(fā)展和推廣。1986年,美國(guó)3D System公司推出了第一款工業(yè)化的“3D打印”設(shè)備,1990年開(kāi)始銷售。目前,全球有兩家3D打印機(jī)制造巨頭,分別為Stratasys和3D System。在中國(guó),3D打印技術(shù)的研發(fā)主要集中在各科研院所,國(guó)內(nèi)目前可知的最大打印尺幅為10米,用以打印飛機(jī)部件。北京有國(guó)內(nèi)首家3D打印體驗(yàn)館——上拓3D打印體驗(yàn)館,位于北京DRC工業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)基地,該館是在北京市科委的支持下,由師從盧炳恒院士的留法學(xué)者周美芳建立。同時(shí),上拓公司旗下的中國(guó)首家在線3D打印電子商務(wù)服務(wù)平臺(tái)叁迪網(wǎng)已于8月6日上線試運(yùn)營(yíng)。設(shè)計(jì)師可以開(kāi)通店鋪上傳銷售設(shè)計(jì)產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)3D打印在線報(bào)價(jià)、在線3D預(yù)覽功能,為設(shè)計(jì)師把設(shè)計(jì)作品轉(zhuǎn)化為實(shí)實(shí)在在的產(chǎn)品銷售出去提供了合作基礎(chǔ)。
據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),3D打印技術(shù)自誕生以來(lái),在世界范圍內(nèi),其設(shè)備制造與服務(wù)平均年增長(zhǎng)率為27%。2011年全球打印技術(shù)的銷售額為17.14億美元,年增長(zhǎng)率為29.1%;2010年中國(guó)占全球市場(chǎng)份額的6.5%,2011年占8.6%。在市場(chǎng)規(guī)模來(lái)看,目前全球3D打印市場(chǎng)規(guī)模在13億元左右,中國(guó)包括設(shè)備、耗材和服務(wù)在內(nèi),為3億元人民幣。據(jù)預(yù)測(cè),到2020年全球3D打印市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)到52億美元。
隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展,如今將時(shí)間維度加入進(jìn)來(lái)的4D打印思想已經(jīng)形成。4D打印指的是打印出來(lái)的東西可以依照預(yù)先設(shè)定的程序,隨時(shí)間而改變形狀。2011年的TED大會(huì)中,麻省理工學(xué)院的“自我組裝實(shí)驗(yàn)室”研究院Skylar Tibbits向世人解釋了自我組裝構(gòu)想與初步成果的呈現(xiàn),只要將經(jīng)過(guò)特殊編碼的程序嵌入至元件之中,便能讓元件擁有可變形的重組特性。也許是預(yù)見(jiàn)到這種重組變形性質(zhì)的未來(lái)發(fā)展,Stratasys公司與自我組裝實(shí)驗(yàn)室合作進(jìn)行研究,期望將此種技術(shù)應(yīng)用到3D打印機(jī)所打印出的模型上,且2013年終于有了重大的突破,由Stratasys開(kāi)發(fā)出了一種尚未命名的新材料。它能夠跟水進(jìn)行反應(yīng),所以能夠加以編程而進(jìn)行變形。
人們不禁要問(wèn),這東西到底有什么用?其實(shí)用途還蠻廣泛的,除了水以外,未來(lái)也可能開(kāi)發(fā)出與光、熱或壓力進(jìn)行反應(yīng)的新材料。到那時(shí),很可能我們買(mǎi)回來(lái)的家具不用自己組裝,放在燈光下就會(huì)慢慢變成成品。地下水管線,遇到地震時(shí),也可以依照受壓的部位來(lái)進(jìn)行變形,減少管線破裂的危險(xiǎn)。
是福是禍?
時(shí)間會(huì)給出答案
3D打印技術(shù)似乎給人們的未來(lái)生活描繪出了一幅更加美麗的畫(huà)面,但因其各種限制所帶來(lái)的發(fā)展困境依然需要得到解決。目前,3D打印的第一個(gè)絆腳石就是所需材料的限制。3D打印的耗材多為塑料、石膏、尼龍、光敏樹(shù)脂等,由于材質(zhì)的限制還有很多產(chǎn)品不能直接成品打印。3D打印機(jī)的制造依然是前沿技術(shù),依然不能實(shí)現(xiàn)普通家庭打印,這一設(shè)備壁壘正限制著這一技術(shù)的普及和發(fā)展。同時(shí),復(fù)制產(chǎn)品時(shí)遇到的知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題和用于醫(yī)療生物領(lǐng)域的道德問(wèn)題也是3D打印接下來(lái)發(fā)展所面臨的重要社會(huì)問(wèn)題。
3D打印技術(shù)的發(fā)展和給人類社會(huì)帶來(lái)的福祉是毋庸置疑的。同時(shí),因新技術(shù)而帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng)也是不能忽視的。但也不必?fù)?dān)心,人類的發(fā)展總是在雙刃劍的幫助下一直向前。也正因如此,英國(guó)《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志稱這一技術(shù)“將帶來(lái)第三次工業(yè)革命”。
3D打印技術(shù)流程
應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)出三維數(shù)據(jù),或者直接用三維數(shù)據(jù)采集設(shè)備獲得數(shù)據(jù),然后把數(shù)據(jù)導(dǎo)入特定的快速成型設(shè)備(俗稱“3D打印機(jī)”),用液體樹(shù)脂、粉末、絲狀工程塑料等材料,通過(guò)添加式構(gòu)法,逐層“打印”出產(chǎn)品。