導語:你有沒有想象過這樣一種場景,將你需要的物品的圖紙輸入打印機,就可以打印出你想要的實物。這看起來有些不可思議,但它確確實實已經進入到我們的生活了。3D打印,打印的原理和普通的打印機差不多,打印的結果卻完全不同。普通打印機打印出來的,都是平面圖像。3D打印機打印出來的,卻是真實的物體!3D打印機功能非常強大,小到家用物品,大到火箭飛機,通通都可以打印出來。甚至于可以打印細胞,打印人體器官。
013D打印技術的發(fā)展
1、初創(chuàng)階段
1986年,美國人查克·赫爾在工作時突然萌生了一個非常大膽的想法,能否用打印機來打印出所需要的物品。很快,在這一年,他發(fā)明了3D打印技術。他的想法是用液態(tài)樹脂和固態(tài)激光,來進行立體的打印。同時他獲得了3D打印的專利,并成立了第一家從事3D打印技術的公司。
2、九十年代
自查克·赫爾發(fā)明3D打印技術之后,很快,關于這項技術的研究就迅速擴展了。1992年,麻省理工學院開發(fā)了第一臺3D打印機,并獲得了3D印刷技術專利。兩年后,ZCorp公司經過艱難的談判,終于從麻省理工學院獲得了生產3D打印機的唯一授權。從此刻開始,3D打印技術正式進入商業(yè)應用階段。
3、進入二十一世紀
2005年,ZCorp公司推出了全球首款彩色3D打印機,2010年,全球第一款3D打印汽車成功問世。3D打印技術進入了一個新紀元,隨著打印汽車的出現(xiàn),各種大型的機械和物品紛紛被3D打印機“創(chuàng)造”出來。2011年,南開普敦大學成功用3D打印機打印出一架飛機,2012年,蘇格蘭的科學家用3D打印機成功打印出人體肝臟。各種不可思議的物品,似乎都可以被復制出來。
023D打印的適用領域
1、航天技術
3D打印在航天技術上的應用正在不斷地擴大,2014年NASA用3D打印機打印出一架天文望遠鏡,開啟了3D打印技術在航天技術上應用的先河。這架3D打印的天文望遠鏡,性能比用普通方法制造出的天文望遠鏡更優(yōu)良,結構更加簡單。幾個月后,NASA又完成了全球首款3D打印的火箭發(fā)動機的試車工作。2015年,英國的一個航天愛好者團隊,用3D打印技術成功打印出了一枚火箭,并嘗試點火發(fā)射。未來,3D打印技術在航天領域將會大規(guī)模應用,它不單單可以打印火箭,甚至可以打印飛船?;蛘呖梢灾苯釉谔罩写蛴】臻g站,這樣就可以免去復雜的空間站裝配工作,打印出的空間站將更加簡單,性能也更加可靠。
2、醫(yī)學領域
3D打印技術在醫(yī)學上的應用,將有望解決很多疑難雜癥。用3D打印技術,可以打印出人體組織或者人體器官。換句話說,它可以批量生產人體“配件”當人體的某一部分損壞時,只需要取出一個細胞,就可以打印出人體幾乎全部的器官和部位。2017年,瑞士聯(lián)邦理工學院的博士生科爾斯成功打印出一顆人工心臟。醫(yī)生甚至可以將患者的患病部位用3D打印模型完全復制出來,在體外進行完整的手術模擬,以獲得最佳的手術方案,減輕手術風險。
3、微電子行業(yè)
微電子行業(yè)最主要的一個東西就是芯片,芯片是電子設備的大腦。不論是個人電腦、手機還是小型的嵌入式設備,沒有芯片就形同虛設。芯片的制造是非常困難的,它的刻錄都是納米級的。一塊指甲蓋大小的芯片,就要集成將近上千億個電路,這就相當于在指甲上畫上幾萬幅《清明上河圖》這對技術的考驗實在太大了。3D打印,就可以幫助解決這個問題。隨著技術的完善,3D打印將能夠完成納米級別的打印,甚至可以直接復制出筆記本電腦。而且,打印出來的筆記本電腦,居然還可以用。
033D打印面臨的問題
1、材料成本昂貴
3D打印的打印材料可不是普通的油墨,而是金屬、陶瓷、樹脂等特種材料。這些材料要滿足打印機的打印標準,就要進行反復的加工,而不是直接將材料扔進打印機里那么簡單。比如,金屬材料,就要先將金屬磨成粉狀,然后再放入打印機。有些材料的價格非常昂貴,這就導致了使用打印機的費用非常高。昂貴的成本、昂貴的使用費用,使得很多人對其望而卻步。除了一些像航空航天這樣的特種工程可以承擔的起,普通的民眾是無法承擔如此貴重的開銷的。如果3D打印的成本降不下來,它將永遠無法普及。
2、打印機亟待革新
打印機也是限制3D打印技術發(fā)展的一個重要因素,目前的3D打印機,根本就不能按照使用者的要求做到可以隨意打印。它的專用性很強,現(xiàn)在的商用打印機,最多只能打印一些模型。一些特種領域的3D打印機,受到機器的限制更強。比如航天領域的3D打印機,打印火箭的就只能打印火箭,不能打印其他物品,連和火箭相關的火箭發(fā)動機也打印不了。如果打印機無法突破機器本身的限制,3D打印將會處于一個非常尷尬的境地。
3、無法進行大量生產
3D打印的技術決定了它無法在工業(yè)上應用,進行大量生產。它只能做一些“修修補補”的工作,比如汽車少了一顆螺絲,或者是少了其他零件,可以用3D打印機打印出來,應急使用。它最多可以進行小批量生產,要做到大量生產是不可能的。首先,3D打印非常慢,第二,就是它的成本非常昂貴,這是工廠生產所不能接受的。所以,3D打印技術要想真正的大規(guī)模普及,還有非常遠的路要走。
結語:3D打印技術幾乎滿足了我們對打印機的所有幻想,因為有了它,所以,拔一根猴毛變出猴萬個的神話正在實現(xiàn)。這項神奇的技術,在未來的發(fā)展,前景將是非常光明的。雖然現(xiàn)在,囿于技術所限,猴毛變猴子的大膽想法還停留在一個初級階段。 但是,隨著技術的進步,它終有一天可以實現(xiàn)。人類就是這樣,敢想敢干,有著非凡的智慧和思維能力,讓自己的想法變成現(xiàn)實。
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