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逆天的3D打印 能給我們創(chuàng)造哪些價值
童程童美 2016-08-30
3D打印技術正日漸應用在工業(yè)設計、航空航天、醫(yī)療、軍工等各個領域;小到一枚戒指、一朵玫瑰花，大到航天航空中使用到的零部件，3D打印技術正在給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來顛覆性的變革。在今年的夏季達沃斯論壇上，3D打印也稱為了全場關注的焦點。
摘要3D打印技術正日漸應用在工業(yè)設計、航空航天、醫(yī)療、軍工等各個領域;小到一枚戒指、一朵玫瑰花，大到航天航空中使用到的零部件，3D打印技術正在給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來顛覆性的變革。在今年的夏季達沃斯論壇上，3D打印也稱為了全場關注的焦點。
仿佛灰姑娘里的造夢仙女走進了現(xiàn)實，3D打印機正以逆天之勢，創(chuàng)造出許多我們曾經(jīng)不敢想象的可能。
3D打印咖啡杯
太逆天！3D打印究竟是個啥?
相信很多人像小編一樣很傻很天真地以為，3D打印機就是像辦公室里的打印機一樣，按一下按鈕就能打出需要的文檔。
實際上，3D打印是一門很復雜的技術，它也被叫做增材制造、快速成型技術，它以數(shù)字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體，將目標一層層的制造出來。
普通打印機的打印材料是墨水和紙張，而3D打印機內裝有金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是實實在在的原材料。之所以通俗地稱其為“打印機”是參照了普通打印機的技術原理，因為分層加工的過程與噴墨打印十分相似。
3D打印的逆天之處在于，傳統(tǒng)制造方法是通過消減原材料來創(chuàng)造需要的形狀，而它卻正好相反。
從宏觀角度來講，3D打印將改變世界上的貨物制造方式。早期的3D打印很昂貴，并且難以掌握。但是Makerbot 和3D systems 提供的個人3D打印機，家庭制造已經(jīng)成為現(xiàn)實。在前期投資之后，你就可以自己制作家庭用具，眼鏡，玩具，珠寶，鞋子以及更多，這項技術也有著日臻成熟之勢。你可以想象這樣一個未來的市場：你購買材料和設計自己制造產(chǎn)品，而不是購買在線購買一個產(chǎn)品。
而更為激動人心的是，3d打印技術在建筑業(yè)、醫(yī)療界的運用，很有可能成為人類生活方式的又一次變革。
現(xiàn)場打印出一座房子？這不是夢!
2013年2月，英國倫敦Softkill Design建筑設計工作室首次建立了一個3D打印房屋概念，3D打印房屋需要用尼龍搭扣或者像鈕扣一樣的扣合件起到固定作用，同時借助傳統(tǒng)建造技術。這一設計概念是2012年10月在3D打印展上提出的，它并非采用固體墻壁建造，而是在骨骼基礎上建造纖維尼龍結構。
2014年8月24日，上海，10幢3D打印建筑在上海張江高新青浦園區(qū)內交付使用，作為當?shù)貏舆w工程的辦公用房。這些“打印”出來的建筑墻體是用建筑垃圾制成的特殊“油墨”，按照電腦設計的圖紙和方案，經(jīng)一臺大型的3D打印機層層疊加噴繪而成。3D打印機也再一次逆天地證明了，只需要一張圖紙、一臺電腦、就地取材制造的足夠“油墨”，就可以在24小時內打印出10幢200平方米建筑。
然而更逆天的是，前不久，北京一公司又通過3D打印技術現(xiàn)場建造了一些別墅。這些別墅真的是3D打印機現(xiàn)場打印的，而不是提前打印好然后拼接的。建筑學家表示，這可能引領一場住房建筑革命。
讓人覺得欣喜的是，這些3D“油墨”原料主要是建筑垃圾、工業(yè)垃圾和礦山尾礦，另外的材料主要是水泥和鋼筋，還有特殊的助劑。被人們稱為“吃進去城市建筑垃圾或沙漠，吐出來美麗的房子”。這無疑將這些“速成”的房屋賦予了環(huán)保的深義。
有專家表示，現(xiàn)在生產(chǎn)的各種高強度塑料保證5-10年需求是沒問題的，而且也達到了3D住房人群的要求，因為低成本，過幾年換一套完全不在話下。到時不止非洲人們，其他難民們，包括北上廣的蟻族們起碼不用住地下室了!
耳朵，心臟，大腦，未來這些都能打?。?/strong>
如果說，打印房子只是造福了部分蟻族，那么打印器官則絕對可以稱之為人類醫(yī)療史上的里程碑。
每年都有很多人在苦苦等待合適的組織和器官移植，而目前，醫(yī)學界已經(jīng)在致力推進3D打印器官的技術，也許在不遠的將來，3D打印機就可以打印出患者需要移植的心臟、大腦、耳鼻喉。
要打印出包含血管的模擬人體組織，打印材料是關鍵。哈佛大學Wyss研究所Jennifer A. Lewis實驗室團隊開發(fā)了三種不同的“生物墨水”：固定細胞的細胞間質“墨水”;細胞間質和特定細胞混合成的“墨水”;以及為了生成血管而特制的“墨水”，這種墨水有一種特殊的性質，在低溫的條件下會自動融解。
長久以來，一直困擾研究人員的一個問題是：如何讓血液在打印的器官中流動，以保證打印器官中的細胞存活。
今年2月份來自Wake Forest University的Anthony Atala團隊，為解決這一世界性的難題做出了巨大的貢獻。
Atala團隊創(chuàng)建了一種新的打印模型(ITOP生物打印機)，可以打印布滿小通道的骨骼、肌肉和軟骨組織，這種組織在植入小白鼠和兔子體內之后，通道里便可以長出血管，給打印的器官提供養(yǎng)分，維持器官的功能。
最讓人興奮的是，ITOP目前可以打印出可以在小鼠身上存活的耳朵。這表明Atala團隊使用的“生物墨水”和ITOP制造的微型通道給打印器官成活提供了合適環(huán)境。
宏觀上來講，3D打印技術將帶來各行業(yè)的變革。在制造業(yè)領域，產(chǎn)品的制造成本會大幅降低;在不太嚴肅的考慮下，3D打印也比傳統(tǒng)制造可以提供更加多的個人化選擇。比如現(xiàn)在我們購物的時候，最不爽的就是看到自己喜歡款式的衣服或鞋子，卻被告知你喜歡的顏色沒有了。可是如果你有一個3D打印機，在買了一雙鞋子的設計文件后，除了鞋子的大體形狀，你有更多的對顏色和尺寸的選擇空間。
不過，我們也需要面對一個問題：3D打印非?？赡苁莻卧鞓I(yè)的未來。偽造，是指使用別人的商標來使仿冒的東西像真的。
在高保真3D打印機的幫助下，人們可以非常輕易地制造一個名牌包包，這只包將很難和真品相區(qū)別。個人這樣做會觸及品牌的底線，真的噩夢是偽造者接觸到這些工具。
此外，在生物領域，3D打印還面臨著倫理爭議。研究者從收集的碎屑中提前DNA，而且對特定部分的基因序列進行測序。收集到的數(shù)據(jù)隨后被輸入到一個電腦程序中，這樣就能夠通過3D打印機制造出人們真實大小的面部模型。這意味著它不僅可以克隆某個器官，它甚至可以克隆人。
