|
||||
三維打印店
3D牛排
-赫爾和3D打印機
-定制假肢
-愛心
要說工程技術界最近有什麼頂級『潮事』,三維打印技術絕對算一樁。有專家認為,它將徹底改變的不僅是世界制造業,還有每個行業對它的依賴,最終使我們生活其中的世界大為改觀。材料好,產品纔好
1984年,查爾斯·赫爾開發了所謂的光固化技術,可以從數據出發打印出實際的三維物體。多數傳統加工技術采用的是『削減流程』,即用鑽孔或切割等方法去除多餘材料,形成產品;而三維打印則相反,使用逐層添加的方法成型。
不過說白了,赫爾的3D系統公司創建第一款商業化三維打印機後的20年中,三維打印並沒有多大起色。高品質的三維打印機直到2005年纔問世,SPectrumZ510讓三維打印走出實驗室,走向市場;RePraP打印機能復制自身約50%的部件,並能換上、實際使用;而Connex500則能同時使用多種基材創建物件。
另一樁『革命』發生在材料方面。多年來采用塑料和金屬打印出的零件,只能說是『捧得起的阿斗』,但終究還不具備結構上的剛性。這使三維打印只是依據CAD(電腦輔助設計)文檔為工程師打個樣,看看樣子而已。
3D系統等公司開始探索全新的材料。他們試驗、掌握了納米復合材料、不同配比的塑料、不同配比的金屬粉末。現在三維打印制造的零件,拿在手中你會覺得它是鋼鐵;砸向水泥地面,會發現其性能堅韌如鋼。脆弱欠硬的塑料換成了高強度材料,三維打印的產品不再是模型,完全可以用作實際的機器部件。
三維打印行業從只是輔助原型設計(這只是快速設計制造中的一項功能),演變成制造業的新策略——直接數字化制造DDM。能通過這種方法制造的行業,已經不勝列舉:宇航、汽車、飛機、醫療、康復,甚至建築、食品……
不再懼怕牙醫
這一技術在醫療領域的應用令人振奮。設想5年前,你去裝個牙冠,需要咬緊那團討厭的膠泥,等它成型再去做口腔模具。當然,鑽孔打磨更為難熬。
現在,三維打印技術接管了這些任務。牙醫將一根3M數據采集棒伸進你的嘴裡,後者瞬間采集你口腔的數據文件,然後傳送給系統,形成你專用牙具的CAD文件,當場在屏幕上能看樣,當晚三維打印,第二天你來診療室植入就是了。
而金屬制造公司LayerWise創建的第一個三維打印的下顎骨,安裝給一位83歲的英國女子。它的效果堪稱完美。
假肢不再是大鍋飯
三維打印技術用於制造假肢,看來也是順理成章。舊金山的定制創新公司(BL)最近得到了風險投資的支持。在世界各地,裝有某種形式假肢的截肢者相信數以百萬計,假肢行業卻素來只提供自成系列的幾種尺碼。而實際上,每個人的負重特點、用力角度、腿部伸展、移腳的動作,都不盡相同。
現在,BL為陸軍傷員或其他人制作假肢前,需要采集身體動作和角度等人體工程學信息,導入後創建一個CAD文件,據此打印出該顧客專屬的肢體。而市場分析人士則認為這是大規模定制的前奏:一種對多數人來說是類同的產品,通過定制能滿足特定的需求。
人造牛排吃不吃
獲得資金支持的還有美國密蘇裡州的新公司現代草甸,它將利用3D打印技術,生產符合美國農業部標准的肉類替代品,供人食用。它采用的『生物噴墨』原料,是用人工培養的不同類型細胞的混合物,通過三維打印成型(比如是2x1x0.5厘米的肉片)後,在生物反應設備中處理,完成產品。
現代草甸的願景是,開發一種成熟技術,批量生產肉類替代品,滿足人類對天然動物蛋白的需求,這樣就減輕了規模化的工業養殖對環境的壓力。
現在的3D打印肉價格昂貴,要將成本降到肉類價格的平均線,現代草甸有很長的路要走。另外,人造牛排盡管酷似原型,大家敢不敢吃,還真不好說。要你說呢?
指什麼打印什麼
與三維打印並肩發展的另一技術是即時CAD文件的生成。美國的FARO技術公司生產了便攜式的三維成像激光掃描器,該儀器無需接觸指定的目標,卻能在短短幾秒內對其采集數百萬個點的數據。激光讀取的數據自動導入後,你就創建了專業級精度的CAD文件,立馬可以用於三維打印。上述流程對工程、生產、檢驗和逆向工程顯然十分有用。
設想生活中你在大街上拿儀器指著一朵花按下鍵,就得到了它的CAD文件;再按一下鍵,三維打印機開始工作,一小時後那朵花的復制品就放在你的桌上。
宅客新寵
三維打印技術並不局限於工程世界,它影響著大量與更多消費者相關的行業。值得關注還有,在家『動手做』似乎也會迅速進入三維打印時代。6年前,一臺三維打印機約為10萬美元,最便宜的也要3萬美元。而今年1月的國際消費電子展上,1299美元的三維打印機功能已相當完善。價格到這個點上,市場就會向普通家庭暢開。有人估計3年內,相當多人會用三維打印機在家制作玩具、餐巾架、窗簾環,需要什麼就自己制作。
當然,你先要獲得制造物件所需的數據,或自行采集,或獲准下載。瑞典網站PirateBay——它因非法下載(BT)被控侵犯版權而出名——表示,正計劃提供各種物件的數據供下載。
一個新問題提出了,這與知識產權的概念如何契合。如果說人們有權在家裡自行復制市面上的物件,那麼該如何實施專利法呢。這個圍繞數字版權討論多年的話題,一定會延伸到模擬世界的。凌啟渝