3D打印到底是怎么一回事呢?今天我们就来全面了解一下。
什么是3D?
3D打印(3D printing),即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,现正逐渐用于一些产品的直接制造,已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车,航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程以及其他领域都有所应用。
3D打印流程
运用该技术进行生产的主要流程是:应用计算机软件,设计出立体的加工样式,然后通过特定的成型设备(俗称“3D打印机”),用液化、粉末化、丝化的固体材料逐层“打印”出产品。
3D打印过程
3D打印的设计过程是:先通过计算机建模软件建模,再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面,从而指导打印机逐层打印。打印机通过读取文件中的横截面信息,用液体状、粉状或片状的材料将这些截面逐层地打印出来,再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体。这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的物品。
3D打印机到底能做什么?
●索尼在2013ACE(Anime Content Expo)展会上推出了3D打印玩偶服务。凡是到索尼音乐传播公司展位参观者均可以订购自己的3D打印玩偶,这是索尼音乐传播公司第一次推出3D打印服务。
3D人偶制作的全过程(图:animenewsnetwork.com)
●英国研究人员首次用3D打印机打印出胚胎干细胞,干细胞鲜活且保有发展为其他类型细胞能力。研究人员说,这种技术或可制造人体组织以测试药物,制造器官,乃至直接在人体内打印细胞。
打印干细胞的3D打印机(图片来自Biofabrication)
●目前,3D打印全瓷牙在牙齿修复中的应用已经非常成熟。
●美国海军也在寻求通过在机器人体内植入3D打印机,使机器人半自动化地实现“相互沟通、协作以及制造”等能力。美国海军中尉斯科特·切尼表示,3D打印在未来将会影响海军舰艇、潜艇以及舰载机等所有设计和建设。
未来海军3D打印巡洋舰
●巴黎的工业设计师JC Karich,利用3D打印技术打造出了一款低音响高科技HIFI耳机。
3D打印低HIFI音响耳机
●在麻省理工学院的实验室,有人试图利用3D技术打印房子的框架,一位荷兰建筑师表示,他希望这一尝试在2014年完成。
● 据悉,在耐克和新百伦采用3D打印技术制造跑鞋的过程中,另外两家鞋业公司——彪马和锐步,并非如外面表现的那样镇定,因为这段时间他们也没闲着,也一直在研究利用3D打印技术及金属铸造工艺设计跑鞋的模型等相关工作。
耐克利用3D打印技术打印的钉鞋
●1月,诺基亚在官网开发者页面上发布了Lumia 820后盖的3D打印图纸,借助3D打印机,便可以根据用户的喜好创造出五颜六色的手机壳。
3D打印后盖
●3D打印服务网站Crayon Creatures扫描孩子的绘画,然后对它建立数字三维模型,将孩子的信手涂鸦3D打印成彩色的雕塑。
●当浏览谷歌地球(Google Earth)看到非常漂亮的立体建筑时,你有没有想过用它来建自己的3D实体模型?如果你拥有一台3D打印机,就可以把自己喜欢的建筑打印出来。
● 《悉尼先驱晨报》最近报道3D打印的假脸将会使Moger的生活重回正轨。通过扫描脸部并构建Moger的脸部电子模型,外科医生可以在电脑上将他脸部缺失的部分补上。然后,利用特殊的机器将模型一层一层的打印出来。
3D打印重塑面部(图片来自悉尼先驱晨报)
3D打印领域值得关注的十大趋势
1、3D打印成为工业化力量
3D打印原先只能用于制造产品原型以及玩具,而现在它将成为工业化力量。你乘坐的飞机将使用3D打印制造的零部件,这些零部件能够让飞机变得更轻、更省油。
2、3D打印开始治病救人
通过3D打印制造的医疗植入物将提高你身边一些人的生活质量,因为3D打印产品可以根据确切体型匹配定制,如今这种技术已被应用于制造更好的钛质骨植入物、义肢以及矫正设备。打印制造软组织的实验已在进行当中,很快通过3D打印制造的血管和动脉就有可能应用于手术之中。目前,3D打印技术在医疗应用方面的研究涉及纳米医学、制药乃至器官打印。做最理想的情况是,3D打印技术在未来某一天有可能使定制药物成为现实,并缓解(如果不能消除的话)器官供体短缺的问题。
3、定制化成为常态
今后购买的产品将根据自己确切的具体信息进行定制,该产品通过3D打印制造并直接送到你的家门口。通过3D打印技术,创新公司将凭借与竞争对手的标准化产品相同的价格为用户提供定制化体验,以此获得竞争优势。
4、产品创新速度加快
从新车型到更好的家电,一切产品的设计速度都将加快,从而将创新更快地推向消费者。
5、新公司基于3D打印开发出创新的商业模式
你今后将有机会投资购买一家3D打印公司的IPO。新一代公司将作为发明家、黑客以及“制造者”大量涌现,利用3D打印技术创造新的产品,并向蓬勃发展的3D打印机市场提供服务。一些公司将走向失败,并有可能出现一个盛衰循环,但3D打印将催生出创造性的新商业模式。
6、3D打印店在购物商场开张
3D打印店将开始出现,它们最初会凭借高品质的3D打印技术为本地市场提供服务。一开始是快速原型制造以及其他利基功能,但这些打印店会转移到消费市场。
7、关于知识产权归属的激烈辩论浮现出来
3D打印机可以很容易地复制拥有版权的产品设计,随着制造商和设计者开始应对这种情况,未来将出现关于产品设计知识产权归属的高调诉讼案例。
8、3D打印机为制造工厂提供助力
我们有望在制造工厂里看到3D打印机。一些特殊的零部件已经由3D打印机更经济地生产出来了,但仅仅是在小规模范围内。对于3D打印技术,很多制造商将开始尝试原型制造以外的应用。
9、3D打印开始广泛应用于电影工业
3D打印也开始在电影工业中取得广泛应用。由于3D打印是一种快速成型技术,对于制作复杂电影道具具有成本低,时间快的优势,高仿真的电影道具已经使用了3D打印技术来制作面具模型,汽车模型,和其他功能性道具。
总结:虽然3D技术还处于一个初级阶段,需要政府、各行各业资金和人力资源的投入,研发很多相关技术,大概5到10年后将是它的辉煌时代,不管怎样,很值得期待。