3D打印進入工業(yè)視野

2012年，英國《經(jīng)濟學(xué)人》雜志刊登文章，將3D打印技術(shù)視為“第三次工業(yè)革命”的重大標志之一，3D打印引起了全球的廣泛關(guān)注。

3D打印，是一種以三維模型為基礎(chǔ)，以粉末為原料，通過逐層堆積來構(gòu)造物體的技術(shù)。與傳統(tǒng)制造相比，它不需要冗長的模具開發(fā)過程，也省去了繁瑣的切削加工，亦不占用大面積的場地，在家里就能夠輕松完成。

目前，國內(nèi)3D打印主要有清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、西安交通大學(xué)、華南理工大學(xué)、北京航空航天大學(xué)等高校教授帶領(lǐng)的科研團隊。在他們的引領(lǐng)下，中國3D打印取得了一定的成效，不少3D打印聯(lián)盟相繼成立，3D打印企業(yè)也層出不窮，3D打印也能打印出無人駕駛小型飛機、文物、小零件、食物、自行車、小建筑等，令人耳目一新。

專家表示，只要能在電腦里設(shè)計出三維模型，3D打印機就能幫你實現(xiàn)產(chǎn)品制造。這大大縮短新產(chǎn)品的開發(fā)周期，幫助中國企業(yè)從制造走向創(chuàng)造。目前，3D打印已應(yīng)用到消費品、航空航天和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。

3D打印將帶來制造業(yè)，尤其是裝備制造業(yè)革命性的變化已經(jīng)得到了業(yè)內(nèi)人士的廣泛認同。但是作為一項尚不成熟的技術(shù)，在其向制造業(yè)滲透的過程中還有諸多難題需要解決。

全球3D打印行業(yè)從產(chǎn)值從0到10億花了20年的時間，從10億到20億花了5年時間。其中，工業(yè)級3D打印機從1993年到2011年總共只賣出了4.9萬臺，桌面級3D打印機在2011年一年就賣了2.3萬臺，在全球的桌面3D打印市場中，美國市場份額占了81.46%，中國現(xiàn)在占到22%。正是對產(chǎn)業(yè)市場前景普遍看好，不少企業(yè)蜂擁進入3D打印產(chǎn)業(yè)。

3D打印機的驚奇應(yīng)用

技術(shù)的改變讓3D打印成為了目前世界上令人關(guān)注的技術(shù)之一并不為過。今年6月份開始，國內(nèi)市場中家用消費級3D打印機開始銷售，萬元的價格門檻并不算廉價，和其并不算復(fù)雜的操作難度相比，市場的輿論聲中更期望3D打印機能夠繼續(xù)降低成本，從家用級用戶的角度考慮，未來DIY娛樂性和相對可以接受的價格才是市場的突破口。

我們先來看看國內(nèi)外是怎樣應(yīng)用3D打印機的。

1.3D打印槍

3D打印槍像是一個更致命的武器玩具，一個玩具一旦超出了它本身的娛樂特性，涉及到安全問題后，本身的立場也就改變了。去年，美國的科迪威爾遜，他在大學(xué)的時候就計劃研究3D打印槍，在幾個月后，威爾遜和他的該團隊實現(xiàn)了這一計劃，成功的研制出了取名為“解放者”的3D打印槍，并且在隨后拍攝的視頻來演示射擊金屬釘?shù)膶嶒灐＿@把槍的制造成本是由一臺價值8000美元的3D打印機完成的，在之后，設(shè)計者試圖制作更大口徑的子彈來體現(xiàn)這幫槍的威懾力。

2.半加工品的3D打印小提琴

日前在國外，世界上第一臺3D打印小提琴誕生，但它事實上是一個半成品，這把小提琴的制作者亞歷克斯戴維斯用3D打印制作出主要的提琴身體部分后，他和他的團隊再鋪上報紙和膠水塑料來完成后半程的制作。琴頸部用一塊硬紙板以及一些簡單的裝飾，不久的幾日后，在YouTube上大家就聽到了一段并不算的悅耳的演示視頻，而他的制作者說：這不算什么，只不過花費了一個周末和12美金。

3.打印一個“僵尸”的臉

不久前，在英國萊斯特的一個停車場下發(fā)現(xiàn)了曾經(jīng)理查三世國王的頭顱，考古學(xué)家確認后，打開顱骨測量，專家卡洛琳威爾金森進行了面部重建工作，威爾金森在之后用電腦填充了顱骨內(nèi)部以及參考其他相關(guān)資料進行了胸圍圖紙的設(shè)計，不久后，一個栩栩如生的王國在500年后又“復(fù)活”了。

4.打印干細胞

干細胞又叫起源細胞，是一類具有自我復(fù)制能力的多潛能細胞，在一定條件下，它可以分化成多種功能細胞。它是一種未充分分化，尚不成熟的細胞，具有再生各種組織器官和人體的潛在功能。雖然現(xiàn)在3D打印技術(shù)還不能將其完美的應(yīng)用到醫(yī)療技術(shù)上，但科學(xué)家們已經(jīng)對這種設(shè)想進行了深度的嘗試。

3D打印機通過制作胚胎干細胞，讓這種處于早期開發(fā)階段的細胞能夠分化成任何類型的組織結(jié)構(gòu)，同時3D打印機能夠很溫柔的將五個細胞融合在一起而不造成任何的損傷，這對于打印機的精度要求十分的高。研究人員可以利用這種胚胎細胞進行一系列的藥物測試，從而在未來發(fā)展整個器官的培養(yǎng)，這絕對是人類發(fā)展的絕對福利。

5.制造微電池

美國一項研究利用3D打印技術(shù)成功制成只有沙粒大小的3D微電池。由專用油墨打印的微型互鎖梳齒狀電池可為人體移植物、無人駕駛飛機和攝像機供電。每一個微電池都比人的頭發(fā)絲細。

大約10年前美國科學(xué)家提出3D微電池的概念,過去的制備方法都基于較為成熟的微電子技術(shù)以及新興微加工技術(shù),不僅成本較高,而且迄今沒有獲得理想的成果;科學(xué)家則轉(zhuǎn)而采用方興未艾的3D打印技術(shù)。　這樣的微型電池可以為機器人等領(lǐng)域帶來變革，這些領(lǐng)域受限于當前材料所能制成的產(chǎn)品大小。將推動微型無人駕駛飛機飛行和潛水器發(fā)展，這類設(shè)備必須遠距離自動操作，還將促進醫(yī)療植入物和可穿戴式電子設(shè)備的發(fā)展。

3D微電池具有快速充放電能力,其面積能量密度和功率密度在目前3D微電池領(lǐng)域居于前列。