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标题: 用激情缔造3D打印世界 [打印本页]

作者: 创客 时间: 2014-12-24 09:56
标题: 用激情缔造3D打印世界
12月24日，2014年的平安夜。美国白宫今年的节日主题非常独特，是“孩子的冬日仙境”，将有来自全国各地的创新者和学生递交3D打印的装饰品作为圣诞节装饰。

在电影《星际穿越》里，观众可以看到宇宙、虫洞甚至五维空间。数字世界从2D到3D、从平面到立体、从静态到动态，全球正在进入一个多维度的世界，而3D甚至4D打印、宇宙空间探索、新材料和新技术的运用，都将改变我们的地球。人类满怀激情地缔造着3D打印新世界。

用中国工程院院士卢秉恒的话说，“3D打印是馅饼，不是陷阱”。而从全球来看，很多公司都将业务扩展到3D打印领域，如亚马逊3D打印商店、UPS Store等。3D打印在设计、医疗、建筑、汽车制造、太空等领域有了新尝试。

美国南加州大学Behrokh Khoshnevis博士开发分层制造技术，可一次性打印出多栋住宅的轮廓。乌得勒支大学医疗中心的神经学家成功移植了3D打印头骨。宝马德国工厂工人获得3D打印的设备，可以减少关节承压。梵高博物馆与比利时合作，运用3D打印技术重现梵高原作。荷兰的Eric Klarenbeek工作室探索将活体有机物加入3D打印方法，创造菌丝椅等新产品，帮助减少碳排放。

3D打印已然进入时尚界，从帽子、头饰到鞋子珠宝等。英特尔3D打印智能连衣裙，只要进入一定空间，穿戴者肩部的机械手臂会不断伸缩，呼吸将成为决定衣服上的机械臂防御姿态的信号。而在餐饮领域，意大利百味来表示，计划研究餐馆级的3D打印定制产品；3D Systems开发了糖果实验室。

而最令人兴奋的是机器人。之前英特尔的3D打印机器人Jimmy就以1600美元出售。弗吉尼亚理工的科学家将特殊的合金丝和印刷电路通过3D打印合成兼容结构，通过外部触发，可以改变该结构的形状，未来可以用于制造机器人、自组装家具甚至建造房屋。

挪威奥斯陆大学的科学家小组最新研制了一种3D打印自复制机器人。未来机器人或许能克服困难险境，3D打印自己的身体部件，更好完成探索任务，比如执行火星或其它行星的勘测活动。他们使用的3D打印机价值高达43万美元，能打印精密度非常高的部件。机器人技术和智能系统研究所凯琳·格莱特教授称，未来机器人有时会抵达放射性灾区、危险塌方区域，或者南极海床。

技术人员还用前沿技术创造商业价值，甚至展开对4D打印的探索。麻省理工学院建筑系自装配实验室主任梯比茨采用3D打印机印制出线状的复合材料，将其放进水里，就会按设计好的程式成形。梯比茨将其开发的技术称为4D打印，即在传统的3维空间打印技术上增加了一个时间维度。工程师们设想着“自来水管破了后可以自动修复”。

奥斯陆大学在4D打印技术中采用了多功能的纳米材料，制成后可以在外部电磁波的刺激下改变性状，用包含纳米材料打印出来的学校标识，在可见光或紫外线照射下会改变颜色。这种材料在医学上可能有特殊用途，比如在极端条件下监测病人血压、胰岛素水平或其他指标。

《科学美国人》杂志前不久刊登了一篇弗吉尼亚理工大学副教授坎贝尔与梯比茨等人合写的文章，题目叫“可编程的世界”，文章列举了迄今为止在4D技术上的进展和对未来的展望。而美国麻省一家名为神经系统的设计工作室刚发布一款利用类似技术制作的连衣裙，在成型之前只有产品的15%大小，穿上之后可以适应定制者的身材变化。

这些都不是电影里的镜头，它正在真实地改变我们的生活。3D、4D打印技术会对产品设计产生巨大的影响，甚至推动第三次工业革命。因为其应用和普及，传统的工艺流程、生产线、工厂模式组合，都可能面临深度调整。美国通用公司就利用3D打印技术，将原有20个零件的发动机喷嘴集成一个零件，仅这一项就减重25%，使发动机效率提高了15%。

美国3D打印上市公司Stratasys大中华区总经理汪祥艮前不久称，“Wohlers报告认为，到2016年全球3D打印增材制造市场规模将超过70亿美元。2018年比2014年翻4倍，达到125亿美元。”卢秉恒院士给出的数据是，预计到2021年全球3D打印技术的直接收入将达到108亿美元，到2030年的延伸效益将达到6000亿至12000亿美元。“而且3D打印技术可以培养全民创新精神，对中国发展实体经济和培养创新思维有深刻的意义。”

中国工信部正在牵头制订《国家增材制造产业发展推进计划(2014-2016年)》，科技部公布的863计划为3D打印指明了方向，但目前国内3D打印产业发展缓慢，没有形成非常规范化的行业标准。而且在国内资本市场上，A股市场并没有以3D打印为主业的上市公司，一些所谓的3D打印技术只是概念股。低端运用趋于饱和，工业级应用则由于成本高、技术欠缺等，市场占比有限，甚至涉嫌技术抄袭。卢秉恒认为关键是“国内对3D打印认识不足，很多部门还处于犹豫不决的状态”。

3D打印技术或将引领下一轮科技革命和产业变革，中国最早的3D打印技术起源于高校，产业发展基金有限，因此，如何吸引金融资源和民资参与全球先进制造技术的发展浪潮中，值得细细琢磨；而向新技术转型，时不我待。

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