3D打(dǎ)印四大領(lǐng)域應用(yòng)盤點
點擊量:426 發布時(shí)間:2017-03-13 作者:快猫视频APP下载安装(上海)增材製(zhì)造技術有(yǒu)限公(gōng)司
現如今隨著科技的發展,3D打印在各個領域扮演著越來越重要的(de)角(jiǎo)色(sè),誰也不會想到3D打印技術是未來的一大發展趨勢,很(hěn)多(duō)年前的我們更是無(wú)法想象。而(ér)在(zài)剛剛過去的2016年中,通過使用3D打印技術的而生的製造品,再次(cì)刷新了我們的認知。在新年伊(yī)始之際,不如讓我們來看看去年3D打印(yìn)在航空航天、汽車、生物醫藥及建(jiàn)築行(háng)業四大領域都出現了哪些新突破應用吧。
航空航天領域
俄羅斯發射首顆3D打印的立方體衛星
2016年的3月31日俄羅斯首個3D打印的立方體衛星(CubeSat)Tomsk-TPU-120,搭載(zǎi)一枚進步MS-2火箭進入國際空間站,並(bìng)由空間站上的宇航員通(tōng)過太空行(háng)走將其放置在一個400公(gōng)裏高的軌(guǐ)道上。 突(tū)破(pò)之處:這顆Tomsk-TPU-120衛星的外殼是使用經俄羅斯宇航局(ROSCOSMOS)批(pī)準的材料3D打印而成的。它的大部分部件都(dōu)是塑料(liào)材料打印而成的。除此之外,其電池組(zǔ)的(de)外殼也是用氧化鋯陶瓷材料3D打(dǎ)印而成的,這也是世界(jiè)首次。
世界首架3D打印鋁製FPV競速無人機
2016年3月澳(ào)洲(zhōu)一家名為Fusion Imaging的公(gōng)司,在知名在線3D打印服務平台Shapeways的幫助(zhù)下,使用鋁質材料3D打印出了一家無(wú)人機,其飛行時速接近90英裏(144公裏)每小(xiǎo)時。
突破之處:這(zhè)架強大的無人(rén)機的動力輸出(chū)主要依(yī)賴於(yú)Lumenier 2206電機。其3D打印的鋁金屬臂非常(cháng)輕盈,不僅起到(dào)了(le)保(bǎo)護電線和電池的作用,而且散熱性能也非常好。眾(zhòng)所(suǒ)周知,鋁是一種在航空領域非常(cháng)受(shòu)歡迎的金屬材(cái)料,它的重量(liàng)像塑料那樣輕,但是強(qiáng)度卻高得多。在這次3D打(dǎ)印製(zhì)造的無人機中(zhōng),使用了直接(jiē)金屬激光熔融(DMLS)工藝用(yòng)激光逐層熔化鋁質(zhì)粉末而成。因此該(gāi)無人機在機械指標上要高於一般的3D打印無人機。鋁(lǚ)材在震動這方麵表現得非常出色。從某種(zhǒng)角度看,它比碳纖維更好。在快速運動過程中(zhōng),它產生的螺旋槳(jiǎng)渦流要少得多。
洲際導(dǎo)彈3D打印(yìn)部件的飛行測試
軍工巨頭洛克(kè)希德·馬丁公司,在(zài)2016年3月14日至16日(rì),對其首個(gè)用在彈(dàn)道導彈(dàn)上麵的3D打印部件進行了測試發(fā)射,這次測(cè)試發射總共使用了三枚未裝戰鬥部的三叉戟II D5艦隊(duì)彈道導彈,並從大西洋水下的戰略核潛艇上發射(shè)升空。
突破(pò)之處:此次測試的3D打印部(bù)件是一個“連(lián)接器後(hòu)殼”,這件僅有1英(yīng)寸(2.5厘米)寬的連接器後殼在3D打印時,先(xiān)由3D打印機在打印床上鋪設一層薄薄的鋁合金粉末,然後高溫的激光或電子(zǐ)束在計算機的引導下融化指定區域的粉末,然後機(jī)器又鋪上(shàng)了(le)另外一層粉末,這個過程不斷重複(fù),直至3D對象被打印完成為止。在此之(zhī)後,生產者所需要做(zuò)的(de)就是(shì)吹去多餘的粉末,並進行平滑處理和拋光。該工藝主要可以減(jiǎn)少(shǎo)材料浪費,且生產周(zhōu)期與常(cháng)規方法(fǎ)相比被縮減了一半。
空客接收首批帶3D打印燃油噴嘴的LEAP發動機(jī)成品
2016年(nián)4月2日,歐洲飛機製造商空中客車公司接收了第一批兩台LEAP-1A發動機,這款發動機將用於空客(kè)下一代的A320neo客機。
突破之處:LEAP是(shì)第一款采用了3D打印燃(rán)料噴嘴的飛機發(fā)動機,該(gāi)燃料噴嘴在3D打(dǎ)印使使用的材料是(shì)一種超級合金,除此之外,LEAP發動機上還使用(yòng)了完全用碳複合材料製成的風扇葉片,以及使用又輕又耐高(gāo)溫的陶瓷基複合材(cái)料(CMC)製成的零部件等。這些新技術使得LEAP的燃油效(xiào)率比CFM之前最好的發動機還要高15%,並且減少了其碳排放量。
汽車領域
瑞典車(chē)商用3D打印技術製造世界最快(kuài)汽車
瑞典跑車製造商Koenigsegg(科尼塞(sāi)克)推(tuī)出了一款名(míng)為One:1的超級汽車。One:1將是“世界上第一輛巨汽車(megacar)”。它還是全球(qiú)第一款功率重(chóng)量比達到1:1的量產車——它的(de)重量為1340公斤並產生1322bhp(1340公製馬力),超過了當前的吉尼斯世界紀錄:1184bhp的布加迪威龍(lóng)Super Sport。
突破之處:One:1使用了3D打印的可變渦輪外殼,以提高(gāo)響應和低端扭矩。該公司還3D打印了鈦(tài)合金排氣尾端件,節省(shěng)了14盎司重量。另外的減量措施包括使(shǐ)用高模量(liàng)纖維製成的碳纖維底盤(pán),使(shǐ)其重量減輕了20%。由(yóu)於鈦合金排(pái)氣尾端件比較大,使用3D打印技術花了整整三天才完成。對於量產車而言,這樣的生產(chǎn)效率是非常低(dī)了,但它不僅減輕了重量,而且隻需生產6件這麽複雜的零件。3D打印實現了設計師們想要(yào)的形狀,而且讓工作(zuò)流程(chéng)變得可控。
Local Motors推出世界首輛3D打印電動(dòng)公交車
2016年(nián)6月16日,來自美國亞利桑那州的3D打印汽車公(gōng)司Local Motors推出(chū)了一輛3D打(dǎ)印的自動駕駛電動公交車Olli,而且這輛車的(de)一部分是可回收的。這是的(de)一輛使用了IBM Watson的針對汽車的集中認知學習平台的汽車。
突破之(zhī)處:Olli的3D打(dǎ)印(yìn)汽車外(wài)殼(ké)下麵安裝的是世界上最先進的汽車技術,包括IBM的Watson Internet of Things for Automotive,這是一個基於雲計算的計算係統,可以通過置入車內的超過30個傳感器分析並學習收集到的大量(liàng)交通數據。得益於Local Motors的開放式汽車開發流程,這些傳感器可(kě)以根據乘客的需要和當地的特點進行 調整。此外,這個係統還提供了(le)專(zhuān)門的API(語音到文本、自然語言分類器、實體抽取和文本到語音等)用於為這輛班車創(chuàng)建很多有用的特(tè)性。
奧迪計劃(huá)3D打印部件(jiàn)用在成品汽車上
全(quán)球著名汽車製造商奧迪公司一貫標榜自己的先進科技,該公司的口(kǒu)號是“科技領導創(chuàng)新(Vorsprung durch Technik)”。顯然他們在3D打印技術的應用上也不落人後,奧迪公司使用(yòng)金屬3D打印技術製造複雜金屬部件,並將其安裝在成品汽車上。
突破之處:奧迪公司使用金屬3D打印工藝是那些具有複雜(zá)幾何形狀的零部件的(de)理想選(xuǎn)擇(zé),像這樣的部件(jiàn)如果使用傳統製造手段,比如鑄造,往往費時而(ér)且昂(áng)貴。而且這種3D打印部件使用的是非(fēi)常精細(xì)的鋼鐵或者(zhě)鋁質金屬粉末,其顆粒尺寸不到人類發絲的一半,因此其致密度也要比鑄造出(chū)來的部件大。
Kabuku攜手(shǒu)本田打造出日本首輛(liàng)3D打印汽車(chē)
2016年10月,日本3D打印公司Kabuku和著名車商(shāng)本田(tián)公(gōng)司合作,為該國糖(táng)果公司(sī)豐島屋(Toshimaya)3D打印(yìn)了一輛很(hěn)小的運輸車(chē)。據悉這也是日本(běn)第(dì)一輛全3D打印的汽車(chē)。
突破之處:依靠其大規模定製解決方案和快速3D設(shè)計平台,僅僅用了兩(liǎng)個就打造出了這款車,與傳統製造的微型車相(xiàng)比(bǐ),不僅更快、成本更低,而且非常適合用於快遞業務。
EOS攜手威廉姆斯車隊將3D打印帶入F1賽場
工業級3D打印機生產商EOS與一級方程式(F1)賽車領域中大名鼎(dǐng)鼎的威廉姆斯(Williams)車隊合作,此次(cì)合作將使EOS 和威廉姆斯車隊向F1世界充分(fèn)展示3D打印技術的力量,同時(shí)也(yě)有助於(yú)3D打印技術在汽車、軍工、航空航天(tiān)和能(néng)源部門的轉化。
突破之處:3D打印機已經融入威廉姆斯的標準生產過程中。其工程公司主要(yào)使用兩種(zhǒng)EOS高分子材料,主要用於創建可用於(yú)功(gōng)能測試的穩定部件,比如發動機輔助設備、完整的齒(chǐ)輪箱部件的實物模型、到用於層(céng)壓製造的鑽模和夾具等;而另一方麵則用於生產F1賽車上的零部(bù)件,隻不過為了提(tí)升強度(dù),還需要(yào)結合複(fù)合材料層合板。
生物醫療
英國科學家開發出能替代軟骨的可3D打印生物(wù)玻璃(lí)
來自倫敦帝國學院(Imperial College London)和Milano-Bicocca大學的研究人員們(men)已經開(kāi)發出一種生物玻璃材料可以模擬真正軟骨組織的減震和承重性。它可以通過特定的配方來(lái)表現出不同的特性。科學家們希(xī)望能夠用(yòng)它來開發植入物以取代(dài)椎(zhuī)骨之間受損的軟(ruǎn)骨盤。
突破之處:生物玻璃是由矽和一(yī)種(zhǒng)叫做聚己內酯的聚合物組成的(de)。它能夠表現出類似軟骨的屬性(xìng),包括(kuò)柔軟、強韌、耐(nài)久而(ér)具彈(dàn)性。它可以通過一種可(kě)生物降解的墨水形式生成,使得(dé)研究人員可以將其3D打印成某種特定(dìng)的結構以促進軟骨細胞在關節內的形成和生長——類似於它們在試管中所表現出的那樣。另外,當受到損傷時(shí),它(tā)還(hái)顯示出自愈的特性,這一特性使其很適合用作可(kě)靠的植入物,而且當它以墨水的形式存(cún)在時更容易3D打(dǎ)印。
可被人體吸收(shōu)的3D打印聚合物顱骨植入物
來自莫斯科國立科(kē)技大學(National University of Science and Technology,MISIS)的研究人員推(tuī)出了一種新的3D打印(yìn)骨植入物。該植入物是(shì)專門針對顱骨損傷而研發的,可慢慢地被人體吸收並被天然(rán)骨組織取代。
突破之處:在顱骨手術領域,這是一個重大的進步。最重要的是,由於(yú)一種巧(qiǎo)妙的形狀記憶收縮和增長工藝,植入物能與患者的顱骨實現完美的(de)吻合。在根據特定的患者參數進(jìn)行3D打印後,植入物收縮至(zhì)其原(yuán)始尺寸的一半左右。手術期(qī)間(jiān),它被加熱並再次獲得其(qí)原始形狀和尺寸,這樣就確保了植入物能完全貼合患者的顱骨或下頜。
華裔科學家開發3D打印聚合物支架(jià)治療食道癌(ái)
所有形式的癌症都是可怕的,但是食管癌(ái)尤(yóu)其是患者的噩夢(mèng),它會讓患者非常痛苦,是全世界第八常見的癌症,而且是最難(nán)治療的癌症之一。佛羅裏達大西洋大學(FAU,Florida Atlantic University)康雲清博士正在開發一種可生物(wù)降解的3D打印聚合物支架。該(gāi)3D打印支(zhī)架將作為食管癌的治療藥物傳遞係統,並可減少並(bìng)發症的發(fā)生。
突破之處:在食道癌的治療中,通過手術植入金屬網狀支架是一個比較常見的治療方式,但是這可能會導致讓人痛苦的(de)並(bìng)發症,比如(rú)出血(xuè)、胸痛、穿孔和腫瘤生長等。然而3D打印支架是用可生物降解(jiě)聚合物製(zhì)成的,它們會在通過手術放入病人你的食(shí)道中後逐步溶解、消失。治療完成後,也不需(xū)要外(wài)科醫生再通過手術移除支架,會使患者在治療過(guò)程中(zhōng)更加舒服(fú)。
科學家(jiā)製造出可打(dǎ)印器官組織的3D打印機
2016年2月(yuè),來自美國北卡羅萊納州維克森林大學(Wake Forest University)再生醫學研究所的科學家們稱(chēng),他們(men)已經創建了(le)一(yī)台可以製造器官、組織和骨骼的(de)3D打印機,理論上,這些打印出來的器官、組(zǔ)織和骨骼能夠直接植(zhí)入人體。
突破之處:維克森林大學的(de)開發的這台3D打(dǎ)印機(jī)的結構使得它能夠打印出可(kě)以容納血管的組織,這意味著它(tā)們可以獲(huò)得細胞(bāo)生存所需要的氧氣和營養。這款(kuǎn)集成的組織器官(guān)打印機的發(fā)展方向是為人(rén)體的應用製造組織,以及打(dǎ)造(zào)出更加複雜的組織和器官,3D打印出來的產品沒有壞死或組織中細胞死亡的跡象。
突破性的3D打印幹細胞移植(zhí)手術在猴子體內完(wán)成
目前,3D打印可移植人體器官已成為現實。不(bú)過一些3D打印的可移(yí)植器官還需要進行一些必要的評估和(hé)測試。我國的科學家在(zài)幹(gàn)細(xì)胞生物技(jì)術已經取得了重大突(tū)破,他們見證了植入30隻猴子中的3D打印幹細胞移植物的(de)血(xuè)管(guǎn)組織再生。
突(tū)破之(zhī)處:手術後2天,3D生物打印的血管開(kāi)始與恒河猴自己的腹主動脈合並,並且這個合並過程(chéng)在短短一個月內就完成了。在密切監測猴子的健康的幾個月後,3D打印(yìn)的血管與猴子自己的腹主(zhǔ)動脈無異(yì)。此外,手(shǒu)術後就不需要(yào)除抗凝劑之外的治療了。這項在突破在3D生物打印領域(yù)是一個大新聞,是人造人體(tǐ)器官組織的(de)裏程碑。
建(jiàn)築行業
世界首座全功能的3D打印辦(bàn)公樓在迪拜(bài)落成
2016年5月迪拜第(dì)一個(gè)全功能的3D打印建築,同時也是世界上首(shǒu)個3D打印辦公室的落成。這座建在阿聯酋大廈(Emirates Towers)旁的(de)獨特建築將成為迪拜未來基金會的臨時辦公室。
突破之處:這座世界(jiè)上首個3D打印的辦(bàn)公室空間占地250平方米,由一種特(tè)殊(shū)的水泥混合物和一套建築材料(liào)建成,為了安全起見,建築的外觀被設計為弧狀,這(zhè)樣可以確保建築的穩定性。施(shī)工方使用了一台20英尺高、120英尺深和40英尺寬的3D打印機。該打印機使用自動(dòng)化的機(jī)械臂來實現打印過程。值得一提(tí)的是這座建築隻用了17天的時間(jiān)就打印完成。
荷蘭混凝土3D打印技術公司推出可3D打(dǎ)印(yìn)建築的砂漿
荷蘭混凝土3D打印技術公司CyBe Additive Industries宣(xuān)布,該公司的可3D打印砂漿已經研(yán)發完成,目標是將這(zhè)種技術引入歐洲所有的建築工地。
突破之處:特製的砂漿“線材”可以在幾分鍾內(nèi)形成(chéng)具有承載力的結構,從而有望大大加快(kuài)構建速度,並在24小時(shí)內完成水泥的水化過程。與此同時(shí)他們特製的砂漿在製造過(guò)程中產生的二氧化碳比普通混凝土更少。
拉法基豪瑞(ruì)聯合XtreeE打造出歐洲首個3D打印建築承重件
建築巨頭拉法基豪瑞(LafargeHolcim)公司與來自法國的初創公司XtreeE攜手,成功打造出了歐洲第一個3D打印混凝土承重(chóng)結構件。並將其用於支撐普羅旺斯地區艾克斯中學操(cāo)場上的一個屋頂。該承重柱(空心並填(tián)充(chōng)了一種高性能纖維(wéi)增強水泥基複合材料Ductal,由Fehr Architectural組裝)也是歐洲的首個3D打印的混凝土結構件。
突破之處:3D打印技術是一種能(néng)夠(gòu)以高速度和合(hé)理的成本實現複雜建築結構的工具。此(cǐ)技術將推廣到三個(gè)特定的細分市場:高附加(jiā)值建築結構、個性化(huà)經(jīng)濟住宅、預製建築構件的製(zhì)造。
伊朗用3D掃描和(hé)打印技術(shù)修複(fù)曆史古跡
在當今的世界裏,將先進(jìn)的掃描方法和3D打印技術用於古跡和名勝的恢複以及複製已經受到了各(gè)地很(hěn)多博物館和文化中心的關(guān)注。伊朗便(biàn)使用3D打(dǎ)印和掃描技術在規劃修複該國的一些最具曆史意義的(de)古跡,並創建出精確的複製(zhì)品。
突破之處:恢複(fù)和保(bǎo)存(cún)最古老的雕像、古跡和建(jiàn)築對於伊朗來說(shuō)並不是新鮮事務,該國的文化(huà)遺產和旅遊組織(zhī)長期(qī)以來一直就將其作(zuò)為自己(jǐ)的主要優先事務。而現在,得益於3D掃描和打印技術這樣的先進(jìn)技術的應用,無疑會加強對文(wén)物的保護力度。
知名建築師事務所DUS 3D打印8平米城市小屋
荷(hé)蘭建築師事務所DUS Architects 在阿姆斯特丹的一個廢棄工業區內3D打印了一座獨特的小屋以及一(yī)個浴缸,該3D打印小屋結構緊湊且易(yì)於打印,體積為25立方米。它的牆壁十分特別,有一個不同(tóng)尋常的帶(dài)有內部蜂窩結構的幾何牆結構。 DUS想借此表達我們如何(hé)可以為那(nà)些(xiē)突(tū)遭災(zāi)害以及(jí)那(nà)些真正需要一個暫時容身之地的人創造出一個臨(lín)時住(zhù)房。
突破之處:3D打印技術特別適用(yòng)於為災區建造(zào)小型臨時住所。使用完後,建造小屋的生物材料可(kě)以被徹底粉碎,然後能被用來再次打印新設計。小屋和浴缸都是用生物塑(sù)料打印的,非(fēi)常易(yì)於循環再利用。這些生物(wù)塑料既可以轉變(biàn)成新的3D打印線材,也可以被簡(jiǎn)單地就地銷毀。因此,當災害發生在偏遠地區時,這是一個(gè)寶貴的潛在解決方案。
隨(suí)著科技的發展以及人們生活質量的提高,更(gèng)優越的產物逐漸麵試,其中3D打印的產物便是其中(zhōng)之一。近年來3D打印技術以突飛猛進的發展(zhǎn)方式,越加(jiā)成熟,其實(shí)不僅在生物醫療、汽車、航空航天以及建築行業有所突破,現如今3D打印技術更(gèng)多的是麵向於(yú)全方麵發(fā)展,我想在未來的幾年時間內,在食品、製(zhì)造業等更多的行業內,會看到(dào)更多3D打印技術的成果,不難想象,在未來我們生(shēng)活的世界(jiè)內,我們所使用的、食(shí)用的、乘坐的等等事物,都會有3D打印技術的(de)影(yǐng)子。

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