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3D打印机被称之为改变未来世界新的创造性科技

来源: 发布日期:2011-03-01 412

 

英国发明家恩里科· 迪尼和他的“DShape”在工作间里

人类的工作、生活、思维方式,都将因它而发生颠覆性改变

眼下,“3D”这个概念可谓在全球火得一塌糊涂。2月12日出版的最新一期英国《经济学人》杂志封面文章,就介绍了3D领域又一前瞻性产品——3D打印机(3D printers),称之为改变未来世界新的创造性科技。其封面照片上那把用3D打印机打印出来、可演奏美妙音乐的小提琴,更是引起人们无限的遐想。

敢设计就敢制造

关于打印机,最早出现的是针式的,随后是喷墨打印机,黑白和彩色激光打印机。这些东西都经历了一个从推广到普及的过程,才逐渐被大规模应用。但无论何种打印机,都只能打印平面文件,即输出信息只能是2D的形式。

所谓3D打印机就是可以“打印”出真实物体的一种设备。之所以称为“打印机”,是因为其参照了传统打印机的技术原理——其“打印”过程是分层加工的,与喷墨打印十分相似。

据《经济学人》的文章介绍,3D打印机在其诞生后的前30年间,主要用于航天、医疗和汽车工业的模型制作。随着其进一步走向成熟,目前3D打印机已开始被用于直接生产成型的产品。这种新的生产方式对每件产品进行单独加工,而不是每一道工序使用一套模具,因而对产品的小修改不会增加额外成本。文章预测,在不久的将来,从鞋、眼镜到厨房用具等各种产品上,这种大规模定制化(mass customization)最终将超越传统的规模化生产方式(mass production)(即注塑模型的生产方式)。未来,制造业将彻底摆脱集中式管理模式,人们将不再需要工厂,生产线和装配线也会随之消失。

根据3D打印机的原理,只要电脑能设计出产品,或是对原来的物体进行360度的扫描,打印机就能够根据图纸把它制作出来。如2010年9月网络上出现的一个视频,说的就是“日本3D打印机问世,立体物瞬间复制”。在视频中,科技人员将石膏粉注入3D打印机,现场复制了一个哈密瓜,无论颜色、纹路、大小都和原来那个一模一样。日本艺人在综艺节目上还测试用3D打印机制造人脸模型,其相似程度也让现场来宾惊呼连连。

3D打印机的出现,让从前科幻电影中出现的画面真的成了现实。#p#副标题#e#

 

3D打印机“打印”出来的食物

什么都可拿来打印

只要能想象出来的东西,3D打印机几乎都能打印出来。这极大地满足了人们想将平面图像制作成立体实物的愿望,刺激了人们无限的想象力。

最近,意大利著名设计师Marco Giubelli使用一台被称为RapMan 3.1的自制3D打印机,打印出一个90米长大坝的模型。设计师表示,他目前正使用这款打印机制作一个伊拉克建筑模型。

不仅仅是建筑模型,科学家们预测,在未来,锤打、锯切、钻孔和砌砖等建筑技术都将被打印所取代。目前,英国研究人员研制出一台房间大的巨型机器,称以后将用其来“打印”墙。其工作方式就像一台大型喷墨打印机朝一个特定位置喷射潮湿材料,之后这些材料会在空气中变硬。这种“打印”出来的墙能留出用作门窗的空间,并能预留用来布设电线和管道的位置。据说这种墙比一般建筑材料制成的墙更加结实、功能更多,产生的建筑垃圾也更少。

2010年3月,英国 Monolite UK Ltd. 公司老板,同时也是发明家的恩里科·迪尼(Enrico Dini)向媒体宣布,经过4年的研发,他已成功研制出一种名为“D Shape”的大型3D打印机,它能够打印出一幢完整的建筑。据此,欧洲太空总署与其商讨打造一部新的3D打印机,以便未来供人类在月球上建造房屋。

照这么下去,人们不禁要问,建筑行业岂不是有很多人要失业?——岂只是建筑行业,人们的工作方式、生活方式甚至观念都将因此发生颠覆性的改变。

英国《每日电讯报》2009年8月曾报道,英国数码成形公司现阶段正向大型企业推销3D打印机。该公司的萨瓦什·马赫达维博士对记者说,3D打印技术可以改变设计方式。比如,商店安装3D打印机,顾客可以自己设计首饰甚至衣服和鞋子,自己定制形状、颜色和材质,然后再打印出想要的东西。这既能使顾客免除遍寻不着的苦恼,还使得每一件商品更具独特性。

有人说,以后木匠工作时,只需要带一台3D打印机就可以喝茶看报纸去了。3D打印机更是开车族的福音,它能快速打印出各种汽车零部件,免去上维修店修车的麻烦。此外,3D打印机某一天也会进入医院。自2009年瑞士科学家首次用3D打印机复制人体骨骼后,加拿大科学家随后也宣布研制成功“骨骼打印机”。可以设想,既然3D打印机能精确地喷出人造骨,那么我们以后看牙医,人造牙不是唾手可得吗?

著名的童话作家郑渊洁曾写道:“3D打印机投入市场后,会有用户使用它打印手枪吗?希望制造商在3D打印机出厂前屏蔽打印枪支弹药的功能。” #p#副标题#e#

 

麻省理工学院媒体实验室的研究人员使用3D打印机成功“打印”出一支长笛

全民在家里DIY

但目前,3D打印机造价十分昂贵,这给其进入家庭带来了困难。2006年10月,美国康奈尔大学两位科学家伊夫·梅仑(Evan Malone)、霍德·利普森(Hod Lipson)为此发起了一个专门研制低成本的家用3D打印机的项目。

据说事情的起因是梅仑的夫人喜欢让丈夫陪着逛商店,这让梅仑苦不堪言。一天,他和夫人调侃说,有一天你需要买的东西我可以在家里制造出来。夫人不相信,他就说,你等着瞧吧,肯定能实现的,30年前你能想象家用电脑会普及吗?于是,这个研发项目就这么诞生了。

经过一段时间的努力,科学家们研制出了一台低成本的3D打印机(原材料价值2400美元),并通过网页(fabathome.org)发布了其构造说明,希望网友能参与和改良设计。梅仑认为,既然要让这种技术进入千家万户,其设计就要尽可能简单。

2009年4月,伦敦科学博物馆展出了Fab@home实验室用3D打印机制作的手电筒——除了电池,其所有的东西都是打印出来的。去年年底,该实验室又研制出一款3D食物打印机——只需将食材和配料放入容器,然后输入菜谱,接下来的一切就不用操心了。这些成果都只是Fab@home研发项目的一部分。

由此可见,随着未来科技的发展,普通人拥有一台符合自己需求的3D打印机已不是梦想。

不久的将来,食物打印机极有可能入主年轻人的厨房,无论是做蛋糕、做菜,还是情人节的浪漫大餐,只需几分钟就能轻松搞定。省时省力,干净卫生,而且可以定量进行营养搭配。家里的餐具也不用买,树脂碗盘可以随意打印出来。

不喜欢逛街的男士可以将自己或家人的外形扫描,打印出合适的衣服;姑娘可以随心所欲设计首饰、箱包和鞋袜,然后打印出来;孩子的玩具也可以自己设计、自己制造;蜡像也不是名人的专利了,普通人也可以骄傲地复制自己的“光辉形象”……

人们常说,科技改变生活。而3D打印机带给我们的,已不仅仅是改变。

海外视点:盗版几率可能大增

《经济学人》的文章指出,3D打印机让资本和工作重组,同时也有可能涉及到知识产权。如同音乐作品一样,数字文件更容易复制和扩散。新玩具、新鞋子的设计构想一旦流入互联网,被盗版的几率大增。

正因为如此,有限制使用3D打印机,以及明确IP地址法律定位的呼声一直存在。矛盾在于,如果对3D 打印工艺收紧,有可能阻碍创新;如果放松现行监管法律,则是在鼓励盗版。为此,法律界人士正在急切地寻找可行的对策。

该文还说,如同前人无法预料1750年的蒸汽机、1450年的印刷术,还有1950年的半导体对人类进步所带来的影响,我们也无法预见3D打印技术的长远影响。但这项新的技术已经向我们走来,而且有可能颠覆其所涉及的所有领域。因而公司、监管者、企业经营者从现在开始,应该对它的应用做认真的思考。