看3D打印在這四大領域都有哪些新突破
發布時間:2017-03-21 責任編輯:wenwei
【導讀】現如今隨著科技的發展,3D打印在各個領域扮演著越來越重要的角色,誰也不會想到3D打印技術是未來的一大發展趨勢,很多年前的我們更是無法想象。而在剛剛過去的2016年中,通過使用3D打印技術的而生的製造品,再次刷新了我們的認知。在新年伊始之際,不如讓我們來看看去年3D打印在航空航天、汽車、生物醫藥及建築行業四大領域都出現了哪些新突破應用吧。
航空航天領域
俄羅斯發射首顆3D打印的立方體衛星
2016年的3月31日俄羅斯首個3D打印的立方體衛星(CubeSat)Tomsk-TPU-120,搭載一枚進步MS-2火箭進入國際空間站,並由空間站上的宇航員通過太空行走將其放置在一個400公裏高的軌道上。

突破之處:這顆Tomsk-TPU-120衛星的外殼是使用經俄羅斯宇航局(ROSCOSMOS)批準的材料3D打印而成的。它的大部分部件都是塑料材料打印而成的。除此之外,其電池組的外殼也是用氧化鋯陶瓷材料3D打印而成的,這也是世界首次。
世界首架3D打印鋁製FPV競速無人機
2016年3月澳洲一家名為Fusion Imaging的公司,在知名在線3D打印服務平台Shapeways的幫助下,使用鋁質材料3D打印出了一家無人機,其飛行時速接近90英裏(144公裏)每小時。

突破之處:這架強大的無人機的動力輸出主要依賴於Lumenier 2206電機。其3D打(da)印(yin)的(de)鋁(lv)金(jin)屬(shu)臂(bi)非(fei)常(chang)輕(qing)盈(ying),不(bu)僅(jin)起(qi)到(dao)了(le)保(bao)護(hu)電(dian)線(xian)和(he)電(dian)池(chi)的(de)作(zuo)用(yong),而(er)且(qie)散(san)熱(re)性(xing)能(neng)也(ye)非(fei)常(chang)好(hao)。眾(zhong)所(suo)周(zhou)知(zhi),鋁(lv)是(shi)一(yi)種(zhong)在(zai)航(hang)空(kong)領(ling)域(yu)非(fei)常(chang)受(shou)歡(huan)迎(ying)的(de)金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao),它(ta)的(de)重(zhong)量(liang)像(xiang)塑(su)料(liao)那(na)樣(yang)輕(qing),但(dan)是(shi)強(qiang)度(du)卻(que)高(gao)得(de)多(duo)。
在這次3D打印製造的無人機中,使用了直接金屬激光熔融(DMLS)工藝用激光逐層熔化鋁質粉末而成。因此該無人機在機械指標上要高於一般的3D打(da)印(yin)無(wu)人(ren)機(ji)。鋁(lv)材(cai)在(zai)震(zhen)動(dong)這(zhe)方(fang)麵(mian)表(biao)現(xian)得(de)非(fei)常(chang)出(chu)色(se)。從(cong)某(mou)種(zhong)角(jiao)度(du)看(kan),它(ta)比(bi)碳(tan)纖(xian)維(wei)更(geng)好(hao)。在(zai)快(kuai)速(su)運(yun)動(dong)過(guo)程(cheng)中(zhong),它(ta)產(chan)生(sheng)的(de)螺(luo)旋(xuan)槳(jiang)渦(wo)流(liu)要(yao)少(shao)得(de)多(duo)。
洲際導彈3D打印部件的飛行測試
軍工巨頭洛克希德·馬丁公司,在2016年3月14日至16日,對其首個用在彈道導彈上麵的3D打印部件進行了測試發射,這次測試發射總共使用了三枚未裝戰鬥部的三叉戟II D5艦隊彈道導彈,並從大西洋水下的戰略核潛艇上發射升空。

突破之處:此次測試的3D打印部件是一個“連接器後殼”,這件僅有1英寸(2.5厘米)寬的連接器後殼在3D打印時,先由3D打da印yin機ji在zai打da印yin床chuang上shang鋪pu設she一yi層ceng薄bo薄bo的de鋁lv合he金jin粉fen末mo,然ran後hou高gao溫wen的de激ji光guang或huo電dian子zi束shu在zai計ji算suan機ji的de引yin導dao下xia融rong化hua指zhi定ding區qu域yu的de粉fen末mo,然ran後hou機ji器qi又you鋪pu上shang了le另ling外wai一yi層ceng粉fen末mo,這zhe個ge過guo程cheng不bu斷duan重zhong複fu,直zhi至zhi3D對象被打印完成為止。
在(zai)此(ci)之(zhi)後(hou),生(sheng)產(chan)者(zhe)所(suo)需(xu)要(yao)做(zuo)的(de)就(jiu)是(shi)吹(chui)去(qu)多(duo)餘(yu)的(de)粉(fen)末(mo),並(bing)進(jin)行(xing)平(ping)滑(hua)處(chu)理(li)和(he)拋(pao)光(guang)。該(gai)工(gong)藝(yi)主(zhu)要(yao)可(ke)以(yi)減(jian)少(shao)材(cai)料(liao)浪(lang)費(fei),且(qie)生(sheng)產(chan)周(zhou)期(qi)與(yu)常(chang)規(gui)方(fang)法(fa)相(xiang)比(bi)被(bei)縮(suo)減(jian)了(le)一(yi)半(ban)。
空客接收首批帶3D打印燃油噴嘴的LEAP發動機成品
2016年4月2日,歐洲飛機製造商空中客車公司接收了第一批兩台LEAP-1A發動機,這款發動機將用於空客下一代的A320neo客機。

突破之處:LEAP是第一款采用了3D打印燃料噴嘴的飛機發動機,該燃料噴嘴在3D打印使使用的材料是一種超級合金,除此之外,LEAP發動機上還使用了完全用碳複合材料製成的風扇葉片,以及使用又輕又耐高溫的陶瓷基複合材料(CMC)製成的零部件等。這些新技術使得LEAP的燃油效率比CFM之前最好的發動機還要高15%,並且減少了其碳排放量。
汽車領域
瑞典車商用3D打印技術製造世界最快汽車
瑞典跑車製造商Koenigsegg(科尼塞克)推出了一款名為One:1的超級汽車。One:1將是“世界上第一輛巨汽車(megacar)”。它還是全球第一款功率重量比達到1:1的量產車——它的重量為1340公斤並產生1322bhp(1340公製馬力),超過了當前的吉尼斯世界紀錄:1184bhp的布加迪威龍Super Sport。

突破之處:One:1使用了3D打印的可變渦輪外殼,以提高響應和低端扭矩。該公司還3D打印了鈦合金排氣尾端件,節省了14盎司重量。另外的減量措施包括使用高模量纖維製成的碳纖維底盤,使其重量減輕了20%。
由於鈦合金排氣尾端件比較大,使用3D打印技術花了整整三天才完成。對於量產車而言,這樣的生產效率是非常低了,但它不僅減輕了重量,而且隻需生產6件這麼複雜的零件。3D打印實現了設計師們想要的形狀,而且讓工作流程變得可控。
Local Motors推出世界首輛3D打印電動公交車
2016年6月16日,來自美國亞利桑那州的3D打印汽車公司Local Motors推出了一輛3D打印的自動駕駛電動公交車Olli,而且這輛車的一部分是可回收的。這是的一輛使用了IBM Watson的針對汽車的集中認知學習平台的汽車。

突破之處:Olli的3D打印汽車外殼下麵安裝的是世界上最先進的汽車技術,包括IBM的Watson Internet of Things for Automotive,這是一個基於雲計算的計算係統,可以通過置入車內的超過30個傳感器分析並學習收集到的大量交通數據。
得益於Local Motors的開放式汽車開發流程,這些傳感器可以根據乘客的需要和當地的特點進行 調整。此外,這個係統還提供了專門的API(語音到文本、自然語言分類器、實體抽取和文本到語音等)用於為這輛班車創建很多有用的特性。
奧迪計劃3D打印部件用在成品汽車上
全球著名汽車製造商奧迪公司一貫標榜自己的先進科技,該公司的口號是“科技領導創新(Vorsprung durch Technik)”。顯然他們在3D打印技術的應用上也不落人後,奧迪公司使用金屬3D打印技術製造複雜金屬部件,並將其安裝在成品汽車上。

突破之處:奧迪公司使用金屬3Ddayingongyishinaxiejuyoufuzajihexingzhuangdelingbujiandelixiangxuanze,xiangzheyangdebujianruguoshiyongchuantongzhizaoshouduan,biruzhuzao,wangwangfeishierqieanggui。erqiezhezhong3D打印部件使用的是非常精細的鋼鐵或者鋁質金屬粉末,其顆粒尺寸不到人類發絲的一半,因此其致密度也要比鑄造出來的部件大。
Kabuku攜手本田打造出日本首輛3D打印汽車
2016年10月,日本3D打印公司Kabuku和著名車商本田公司合作,為該國糖果公司豐島屋(Toshimaya)3D打印了一輛很小的運輸車。據悉這也是日本第一輛全3D打印的汽車。

突破之處:依靠其大規模定製解決方案和快速3D設計平台,僅僅用了兩個就打造出了這款車,與傳統製造的微型車相比,不僅更快、成本更低,而且非常適合用於快遞業務。
EOS攜手威廉姆斯車隊將3D打印帶入F1賽場
工業級3D打印機生產商EOS與一級方程式(F1)賽車領域中大名鼎鼎的威廉姆斯(Williams)車隊合作,此次合作將使EOS 和威廉姆斯車隊向F1世界充分展示3D打印技術的力量,同時也有助於3D打印技術在汽車、軍工、航空航天和能源部門的轉化。

突破之處:3D打印機已經融入威廉姆斯的標準生產過程中。其工程公司主要使用兩種EOS高分子材料,主要用於創建可用於功能測試的穩定部件,比如發動機輔助設備、完整的齒輪箱部件的實物模型、到用於層壓製造的鑽模和夾具等;而另一方麵則用於生產F1賽車上的零部件,隻不過為了提升強度,還需要結合複合材料層合板。
生物醫藥
英國科學家開發出能替代軟骨的可3D打印生物玻璃
來自倫敦帝國學院(Imperial College London)和Milano-Bicoccadaxuedeyanjiurenyuanmenyijingkaifachuyizhongshengwubolicailiaokeyimonizhenzhengruanguzuzhidejianzhenhechengzhongxing。takeyitongguotedingdepeifanglaibiaoxianchubutongdetexing。kexuejiamenxiwangnenggouyongtalaikaifazhiruwuyiqudaizhuiguzhijianshousunderuangupan。
突破之處:生物玻璃是由矽和一種叫做聚己內酯的聚合物組成的。它能夠表現出類似軟骨的屬性,包括柔軟、強韌、耐久而具彈性。它可以通過一種可生物降解的墨水形式生成,使得研究人員可以將其3D打印成某種特定的結構以促進軟骨細胞在關節內的形成和生長——leisiyutamenzaishiguanzhongsuobiaoxianchudenayang。lingwai,dangshoudaosunshangshi,tahaixianshichuziyudetexing,zheyitexingshiqihenshiheyongzuokekaodezhiruwu,erqiedangtayimoshuidexingshicunzaishigengrongyi3D打印。
可被人體吸收的3D打印聚合物顱骨植入物
來自莫斯科國立科技大學(National University of Science and Technology,MISIS)的研究人員推出了一種新的3D打印骨植入物。該植入物是專門針對顱骨損傷而研發的,可慢慢地被人體吸收並被天然骨組織取代。

突破之處:zailugushoushulingyu,zheshiyigezhongdadejinbu。zuizhongyaodeshi,youyuyizhongqiaomiaodexingzhuangjiyishousuohezengchanggongyi,zhiruwunengyuhuanzhedelugushixianwanmeidewenhe。zaigenjutedingdehuanzhecanshujinxing3D打(da)印(yin)後(hou),植(zhi)入(ru)物(wu)收(shou)縮(suo)至(zhi)其(qi)原(yuan)始(shi)尺(chi)寸(cun)的(de)一(yi)半(ban)左(zuo)右(you)。手(shou)術(shu)期(qi)間(jian),它(ta)被(bei)加(jia)熱(re)並(bing)再(zai)次(ci)獲(huo)得(de)其(qi)原(yuan)始(shi)形(xing)狀(zhuang)和(he)尺(chi)寸(cun),這(zhe)樣(yang)就(jiu)確(que)保(bao)了(le)植(zhi)入(ru)物(wu)能(neng)完(wan)全(quan)貼(tie)合(he)患(huan)者(zhe)的(de)顱(lu)骨(gu)或(huo)下(xia)頜(he)。
華裔科學家開發3D打印聚合物支架治療食道癌
suoyouxingshideaizhengdoushikepade,danshishiguanaiyouqishihuanzhedeemeng,tahuiranghuanzhefeichangtongku,shiquanshijiedibachangjiandeaizheng,erqieshizuinanzhiliaodeaizhengzhiyi。foluolidadaxiyangdaxue(FAU,Florida Atlantic University)康雲清博士正在開發一種可生物降解的3D打印聚合物支架。該3D打印支架將作為食管癌的治療藥物傳遞係統,並可減少並發症的發生。

突破之處:在食道癌的治療中,通過手術植入金屬網狀支架是一個比較常見的治療方式,但是這可能會導致讓人痛苦的並發症,比如出血、胸痛、穿孔和腫瘤生長等。然而3D打印支架是用可生物降解聚合物製成的,它們會在通過手術放入病人你的食道中後逐步溶解、消失。治療完成後,也不需要外科醫生再通過手術移除支架,會使患者在治療過程中更加舒服。
科學家製造出可打印器官組織的3D打印機
2016年2月,來自美國北卡羅萊納州維克森林大學(Wake Forest University)再生醫學研究所的科學家們稱,他們已經創建了一台可以製造器官、組織和骨骼的3D打印機,理論上,這些打印出來的器官、組織和骨骼能夠直接植入人體。

突破之處:維克森林大學的開發的這台3D打(da)印(yin)機(ji)的(de)結(jie)構(gou)使(shi)得(de)它(ta)能(neng)夠(gou)打(da)印(yin)出(chu)可(ke)以(yi)容(rong)納(na)血(xue)管(guan)的(de)組(zu)織(zhi),這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)它(ta)們(men)可(ke)以(yi)獲(huo)得(de)細(xi)胞(bao)生(sheng)存(cun)所(suo)需(xu)要(yao)的(de)氧(yang)氣(qi)和(he)營(ying)養(yang)。這(zhe)款(kuan)集(ji)成(cheng)的(de)組(zu)織(zhi)器(qi)官(guan)打(da)印(yin)機(ji)的(de)發(fa)展(zhan)方(fang)向(xiang)是(shi)為(wei)人(ren)體(ti)的(de)應(ying)用(yong)製(zhi)造(zao)組(zu)織(zhi),以(yi)及(ji)打(da)造(zao)出(chu)更(geng)加(jia)複(fu)雜(za)的(de)組(zu)織(zhi)和(he)器(qi)官(guan),3D打印出來的產品沒有壞死或組織中細胞死亡的跡象。
突破性的3D打印幹細胞移植手術在猴子體內完成
目前,3D打印可移植人體器官已成為現實。不過一些3D打印的可移植器官還需要進行一些必要的評估和測試。我國的科學家在幹細胞生物技術已經取得了重大突破,他們見證了植入30隻猴子中的3D打印幹細胞移植物的血管組織再生。
突破之處:手術後2天,3D生物打印的血管開始與恒河猴自己的腹主動脈合並,並且這個合並過程在短短一個月內就完成了。在密切監測猴子的健康的幾個月後,3D打印的血管與猴子自己的腹主動脈無異。此外,手術後就不需要除抗凝劑之外的治療了。這項在突破在3D生物打印領域是一個大新聞,是人造人體器官組織的裏程碑。
建築行業
世界首座全功能的3D打印辦公樓在迪拜落成
2016年5月迪拜第一個全功能的3D打印建築,同時也是世界上首個3D打印辦公室的落成。這座建在阿聯酋大廈(Emirates Towers)旁的獨特建築將成為迪拜未來基金會的臨時辦公室。

突破之處:這座世界上首個3D打印的辦公室空間占地250平(ping)方(fang)米(mi),由(you)一(yi)種(zhong)特(te)殊(shu)的(de)水(shui)泥(ni)混(hun)合(he)物(wu)和(he)一(yi)套(tao)建(jian)築(zhu)材(cai)料(liao)建(jian)成(cheng),為(wei)了(le)安(an)全(quan)起(qi)見(jian),建(jian)築(zhu)的(de)外(wai)觀(guan)被(bei)設(she)計(ji)為(wei)弧(hu)狀(zhuang),這(zhe)樣(yang)可(ke)以(yi)確(que)保(bao)建(jian)築(zhu)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)。施(shi)工(gong)方(fang)使(shi)用(yong)了(le)一(yi)台(tai)20英尺高、120英尺深和40英尺寬的3D打印機。該打印機使用自動化的機械臂來實現打印過程。值得一提的是這座建築隻用了17天的時間就打印完成。
荷蘭混凝土3D打印技術公司推出可3D打印建築的砂漿
荷蘭混凝土3D打印技術公司CyBe Additive Industries宣布,該公司的可3D打印砂漿已經研發完成,目標是將這種技術引入歐洲所有的建築工地。

突破之處:特製的砂漿“線材”可以在幾分鍾內形成具有承載力的結構,從而有望大大加快構建速度,並在24小時內完成水泥的水化過程。與此同時他們特製的砂漿在製造過程中產生的二氧化碳比普通混凝土更少。
拉法基豪瑞聯合XtreeE打造出歐洲首個3D打印建築承重件
建築巨頭拉法基豪瑞(LafargeHolcim)公司與來自法國的初創公司XtreeE攜手,成功打造出了歐洲第一個3D打印混凝土承重結構件。並將其用於支撐普羅旺斯地區艾克斯中學操場上的一個屋頂。該承重柱(空心並填充了一種高性能纖維增強水泥基複合材料Ductal,由Fehr Architectural組裝)也是歐洲的首個3D打印的混凝土結構件。

突破之處:3D打印技術是一種能夠以高速度和合理的成本實現複雜建築結構的工具。此技術將推廣到三個特定的細分市場:高附加值建築結構、個性化經濟住宅、預製建築構件的製造。
伊朗用3D掃描和打印技術修複曆史古跡
在當今的世界裏,將先進的掃描方法和3D打印技術用於古跡和名勝的恢複以及複製已經受到了各地很多博物館和文化中心的關注。伊朗便使用3D打印和掃描技術在規劃修複該國的一些最具曆史意義的古跡,並創建出精確的複製品。

突破之處:恢複和保存最古老的雕像、古跡和建築對於伊朗來說並不是新鮮事務,該國的文化遺產和旅遊組織長期以來一直就將其作為自己的主要優先事務。而現在,得益於3D掃描和打印技術這樣的先進技術的應用,無疑會加強對文物的保護力度。
知名建築師事務所DUS 3D打印8平米城市小屋
荷蘭建築師事務所DUS Architects 在阿姆斯特丹的一個廢棄工業區內3D打印了一座獨特的小屋以及一個浴缸,該3D打印小屋結構緊湊且易於打印,體積為25立方米。它的牆壁十分特別,有一個不同尋常的帶有內部蜂窩結構的幾何牆結構。 DUS想借此表達我們如何可以為那些突遭災害以及那些真正需要一個暫時容身之地的人創造出一個臨時住房。

突破之處:3D打(da)印(yin)技(ji)術(shu)特(te)別(bie)適(shi)用(yong)於(yu)為(wei)災(zai)區(qu)建(jian)造(zao)小(xiao)型(xing)臨(lin)時(shi)住(zhu)所(suo)。使(shi)用(yong)完(wan)後(hou),建(jian)造(zao)小(xiao)屋(wu)的(de)生(sheng)物(wu)材(cai)料(liao)可(ke)以(yi)被(bei)徹(che)底(di)粉(fen)碎(sui),然(ran)後(hou)能(neng)被(bei)用(yong)來(lai)再(zai)次(ci)打(da)印(yin)新(xin)設(she)計(ji)。小(xiao)屋(wu)和(he)浴(yu)缸(gang)都(dou)是(shi)用(yong)生(sheng)物(wu)塑(su)料(liao)打(da)印(yin)的(de),非(fei)常(chang)易(yi)於(yu)循(xun)環(huan)再(zai)利(li)用(yong)。這(zhe)些(xie)生(sheng)物(wu)塑(su)料(liao)既(ji)可(ke)以(yi)轉(zhuan)變(bian)成(cheng)新(xin)的(de)3D打印線材,也可以被簡單地就地銷毀。因此,當災害發生在偏遠地區時,這是一個寶貴的潛在解決方案。
寫在最後:隨著科技的發展以及人們生活質量的提高,更優越的產物逐漸麵試,其中3D打印的產物便是其中之一。近年來3D打印技術以突飛猛進的發展方式,越加成熟,其實不僅在生物醫療、汽車、航空航天以及建築行業有所突破,現如今3D打印技術更多的是麵向於全方麵發展,我想在未來的幾年時間內,在食品、製造業等更多的行業內,會看到更多3D打印技術的成果,不難想象,在未來我們生活的世界內,我們所使用的、食用的、乘坐的等等事物,都會有3D打印技術的影子。
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