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3D打印推动技术变革 将创意“打印”为产品

2013-02-28 15:49
来源:新民网         新民网编辑:王玲    作者:马丹 董纯蕾 T | T 字号: 打印 参与评论(0)

  图说:1933老场坊“为产品设计开创一个新时代”展示3D打印创意作品 本报记者 孙中钦 摄

  【新民晚报·新民网】小到人造耳朵,大到波音飞机,近到食物与玩具,远到月球基地,未来生活里的一切或许真的都可以用3D打印机“打印”出来。在昨晚的第155期新民科学咖啡馆里,两位主讲嘉宾精彩讲演、与本报读者的热烈互动,让我们意识到:3D打印这一看似前沿的名词早已不知不觉地惠及日常生活,并且会在不久的将来带来方方面面的改变。

  上海交通大学医学院附属第九人民医院戴尅戎院士说,3D打印是第三次工业革命的标志之一,也是我国有史以来第一次有机会参与新一次工业革命的兴起。

  假如明天可以“打印”,我们做好准备了吗?

  做“加法”降低耗材成本

  三维快速打印制造技术,即通常所说的“3D打印”,在本世纪初的实现,极大地改变了生产加工产品的方式。上海交大数字医学临床转化教育部工程研究中心王成焘教授指出,传统制造工艺是利用铸造或锻造获取机械零件的毛坯,然后再通过切削加工技术制造机械零件,这种工艺是对材料做“减法”,即减材制造,而3D打印却是一种增材制造技术。“其实它也没有那么神奇,和蛋糕师傅裱奶油是相通的道理,就是一层一层做‘加法’,假如这个奶油裱花嘴里装的是某种工业材料的粉末,那么蛋糕师傅一定是位3D打印高手。”据介绍,现在常见的3D打印技术通常有立体印刷术、分层实体制造、熔化沉积制造、选择性激光烧结、金属选择性激光烧结等,也就是做加法的途径各有不同。

  戴尅戎表示,从减材到增材,3D打印技术可使得材料的利用率提高到90%以上,降低了生产和创意的成本——生产一件产品和生产大量同样产品的单价相同,个性化了还不多花钱。3D打印的流程包括:CAD设计、横切面重建、逐层打印。“其核心是计算机辅助设计。一个有发明渴望的人,加上一台笔记本电脑、一台3D打印机就能把创意‘打印’成样品。”据戴尅戎预测,未来,塑料的3D打印机会越来越便宜,完全有可能走进老百姓的家里。

  月球基地也能“打印”

  3D打印技术已悄然出现在人类的生活和各行各业中,包括食品业,建筑业,自行车、汽车、飞机制造业,服装设计,艺术品和医疗产业等。

  王成焘说,以往新产品的创意设计只能在电脑上看模拟效果,而今却能用一些轻工材料快速“打印”出一个1:1的产品模型来征求意见。“一看产品外观是否美观,二来可以体验产品造型是否符合人体工效学设计。”

  在国外,按照1:1比例“打印”的自行车和汽车已经问世,首辆3D打印车身的赛车也已上路。据王成焘展望,将来产品可能将变得更加个性化,比如,自行车厂会根据你的喜好“打印”你喜欢的车型。“建筑也可以‘打印’,荷兰和英国都已开展相关工作。不远的未来,人们的住宅也能定制‘打印’。”上月,欧洲航天局公布了利用3D打印技术在月球构建基地的设想:把3D打印机发射到月球上,在月球就地取材,以月壤为原材料,“打印”月球基地。

  在医疗领域,美国科学家已能利用牛耳细胞在3D打印机中“打印”出人造耳朵,可用于先天畸形儿童的器官移植。戴尅戎介绍说,“这种生物3D打印技术结合了组织工程技术,不过目前,如此‘打印’出来的人体结构或组织,虽然具备外形或拥有部分力学性能的特点,但并不具备新陈代谢、造血等器官功能,如外耳可‘打印’得非常逼真,决定人是否听得见的内耳还无法‘打印’。”

  流水线生产可能消亡

  3D打印带来更多更深层次的改变,不仅发生在生产制造领域。戴尅戎反复强调说,这需要社会科学家一起来研究。

  3D打印技术无疑将给传统制造模式带来极大冲击,未来极有可能会终结流水线制造模式,各类产品的制造可能会由现在的集中生产、全球分销变成了分散生产、就地销售,据估算,生产交易和流通成本有可能降到传统方式的十分之一。“未来,每个人或小区都可能拥有工厂,制造活动也不一定得在城市。只要有3D打印设备,偏远地区也可以根据图纸自制零件和产品。”

  人类的生活方式也随之悄然改变。戴尅戎预测,反城市化趋势也不是没有可能——只要人们能自给自足“打印”个性化产品,就将不再执着于城市生活,转而搬到郊区、农村居住,“可能会导致社会的重新布局”。

  科技发展永远是把双刃剑。3D打印技术也会“打印”不安。据王成焘介绍说,万能钥匙会令房门甚至手铐成为“摆设”,而更危险的是枪支等杀伤性武器的仿制。而3D打印这种万能的拷贝功能也可能会让靠创意吃饭的人士倍感焦虑,创意“克隆”或许并不再是难事。戴尅戎赞同一位现场读者的提议,相关知识产权的保护体系应及早提上议事日程。

  两位主讲嘉宾认为,在高端3D打印设备的国产化方面,上海最有条件取得突破,应尽早整合力量。

(新民网编辑:王玲) 
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