2062：新材料與先進製造技術（shù）構（gòu）造的新世界
點擊量：433 發布時間：2017-03-21 作者（zhě）：快猫视频APP下载安装（上海）增材（cái）製造技術有限公司（sī）
1962年，美國上演了一部火爆的科幻卡（kǎ）通劇：《傑森（sēn）一家》（The Jetsons）。在（zài）劇中，機器人（rén）、外（wài）星人、全息圖（tú），以及各種異想天開、五花八門的小發明滿足了（le）那個時代的人們對未來，或者另一個時空的各種想（xiǎng）象。
想象的魅力在於，當時看似遙不可及的事物可能（néng）會以超乎想象的速度變為現實。就像這部劇中的智能手表、平板電腦、3D打印已經成為（wéi）現實，而（ér）且充滿未來感（gǎn）的飛行（háng）汽車也正在向我們駛（shǐ）來。
近期，工程與製造技術公司ARCONIC發起了一場新的“The Jetsons”活（huó）動（dòng），公司工（gōng）程師與幾位未來學（xué）家，以及華裔電影導演林詣彬（Justin Lin）等一起分享了他（tā）們對1962年之後（hòu）的100年，也就是2062年的願景。實踐者、理（lǐ）論家、藝術家……這樣的組合本身就非常有趣（qù），也非常鮮明地（dì）體現了科技（jì）的發展需要大膽的想象，以及藝術家般的創意思維。
在這些願景中，高速空中旅行是一種常態；3D打印的自清潔摩天大樓（lóu）能夠高達數英裏；建築不僅為我們（men）提供居住（zhù）空間，還為我們提供食物；在（zài）火星上就地取材，3D打印零部件（jiàn）；自適應的交通係統……所有這些（xiē）場景的實現都將有賴於（yú）新材料（liào）、先進製造技（jì）術的發展。
同時，特（tè）別值得關注的（de）是：不管是汽車、建築，還是飛機的建造，都將在很大程度上實現對大自然的模仿。畢竟，大自（zì）然是人類（lèi）最好的老師。
一（yī）、未來的（de）成形技術
下一代超輕（qīng）鋁鋰合金。鋁鋰合金比傳（chuán）統鋁合金（jīn）材料更輕，更堅固，能夠（gòu）有效降低車輛重量，提高能源效率。
有機形體設計（jì）。有（yǒu）機形體設計源於對大自然（rán）的模仿，通過（guò）光滑的曲線和特征模仿了生物有機形態（tài），能夠（gòu）有效（xiào）減（jiǎn）少阻力。
鈦（tài）鋁合金發動機零部件。鈦鋁合金零部件比傳統的超級（jí）（耐高溫）合金（jīn）部件輕50%，能帶來更高的燃油效率。
二、未來的空中旅行
多材質3D打印零部件。鈦、鎳、鋁製3D打印結構（gòu）將用（yòng）於噴氣式發動機（jī）以及飛機的機身、窗框、機翼等，為設計與性能提升（shēng）帶來更（gèng）多可能。
仿（fǎng）生空氣動力學表麵技術。模仿自然的表麵技術（shù）能夠增強空氣動力（lì）學（xué）性能，例如模仿鯊魚皮膚表麵的“微（wēi）溝槽（cáo）”，正是（shì）這種表麵能夠讓鯊魚在水（shuǐ）中快（kuài）速滑行。
推力矢量、超（chāo）音速推進係統。推力矢量發動機可以控製發動機推力方向與飛（fēi）機空氣（qì）動力學（xué）表麵方向的夾（jiá）角（以提（tí）升飛機（jī）機動性及增（zēng）大航程）；具（jù）有數倍於音（yīn）速推力速（sù）度的超音（yīn）速發動機將使高速的航空旅行成為可（kě）能。
三、未來的汽車
有機金屬粘結技術（shù）。Arconic的A951表麵處理技術是（shì）一個有機的，環境友好型的粘結技術，解（jiě）決了鋁和鋁，以及鋁與其他金（jīn）屬之間的粘接難題。這為輕質、鋁合金汽車提升性能和燃油效率打開了一扇新的大門。
3D打印集成汽車底盤設計。3D打印允許更（gèng）大的設（shè）計自由度，為更多幾何形狀在汽車底盤（pán）設（shè）計中的應用打開（kāi）了一扇大門。3D打印技術可（kě）集成流線型設計，簡（jiǎn）化製造過程，增強結構完整性。
超級成型合金。采用Arconic的（de）Micromill技（jì）術製造汽車鋁合金，比普通鋁合（hé）金加（jiā）工（gōng）成型性能提升40%；而且能夠在不降低車輛（liàng）強度和耐久性的同時提供更（gèng）大的設計靈活性和車輛性能。
四、未來摩天大樓
節能、保護性結構技術。Arconic的突破性技術以增強高的熱性能表現來滿足能源（yuán）效率與彈性提升的需求，以增強抵抗颶風等自然災害的（de）能力。在這種情況下，高達3英裏、真正直聳雲霄的摩天（tiān）大樓並非沒有可能。
活性自（zì）清潔塗層技術。Atconic的EcoClean表麵處理技術能夠（gòu）讓建築麵板更有效地利用太陽能、水蒸氣與氧氣來實現（xiàn）自清潔，並清潔周（zhōu）圍的空氣。
有機體外形（xíng）。3D打印（yìn）建築材料能夠（gòu）建造更多向大自然吸取靈感的有機體形狀建築。
五、未來太（tài）空探索
集成到承載結構的太陽能推進係統。3D打印太陽能（néng）電池集成到承載結構表（biǎo）麵，就像探測器的結構和懸架，意味著太陽能電池板有兩項工作：產生電力與承受荷載。
動態隔（gé）熱塗層。動態（tài）隔熱塗層（céng）意味著塗層性能隨著外部（bù）環境的（de）改變而改變。當溫度轉熱時，塗層會保護（hù）物體免受太（tài）陽能的危害。當氣溫轉涼時，能夠使其免受冰凍（dòng）之害。
3D打印無充氣輪胎。增材製造、無充氣、有彈性的輪胎可能會終結對懸掛（guà）係統的需求。理想的材料將是高強（qiáng）度和輕質的（de）完美結合，鋁和鋁鋰合金將是最佳的材料選擇之一。
六、飛行汽車
處於汽車（chē）與航空工業的交叉（chā）點之上，能否生產出可以載人的（de）自動駕（jià）駛無人機？強勁（jìn）的超級電容與電池能否讓（ràng）機器飛起來（lái），並（bìng）且通過小型燃（rán）氣渦輪發電機充電？附加控製（zhì）與阻力的減輕可（kě）能會以等離子體反應器（qì）的形式來實現。
七、增（zēng）強現實技術
如果信息與圖像的顯示不再局（jú）限於屏幕（mù）？增（zēng）強現實與虛擬現實有望成為日常生活中更大的部分，幫助我們工作、學習、娛樂以及溝（gōu）通。
八、建築
3D打印與（yǔ）拓撲結構優（yōu）化正在變得可行，而我們見到的建築將與今天（tiān）的建築迥異。少數的建築仍然看起來像盒子或矩形，更多的建築將與自然界的有機形（xíng）態類（lèi）似。建築師將傾向於自由自（zì）在地像藝術家（jiā）一樣思考，而更少像工（gōng）程師。
九、綠色（sè）空間
隨著城市中的人口越來越多，綠色（sè）空間（jiān）能否融入到建築中，幫助（zhù）我們放鬆，並為我們生產（chǎn）食物？堅固、輕質的（de）材料，以及能夠對結構中生物物質與水進行管理的結構塗層都是至關重要（yào）的。
十（shí）、火星漫遊（yóu）
我們中的（de）許多（duō）人在50年內都會進行火星旅行，先進材料與增材製造會為這一使命提供重要貢獻。理論（lùn）上來講，從火星表麵（miàn）的礦物中就地取材，我們或許能在火星上3D打印出部分關鍵（jiàn）零（líng）部件，從而免去從地球上運（yùn）輸材料的麻煩。
十一、大數據
在未來，無論是飛（fēi）機、自動駕駛車輛還是建築，都會有內置的傳感器來持續監控外部環境，識別危險信號。比如當整體中的一部分運行失效，中央係統能（néng）夠警告所有處於類似運行狀態的其他車輛。
