3D打印在工业方面的应用(2)
类似的研究和计划可以降低建筑成本,并研究用于地球以外的栖息地。
历史建筑的纪录过去常以图面或照片等平面信息纪录,现代因科技发展而有3D扫描技术可较精准地将历史建筑数字化进行数字典藏,而以此为基础之数据除可妥善保存外,亦可直接或经处理后成为3D数字模型,现在通过3D打印机可将原本仅存在数字世界中的数据实体化,数字化的制造过程更可将人为的误差降到最低,免除过去建筑模入的人为意识或变更产生与实体不符之状况。
电动汽车与发电机
电机(汽车和发电机)的磁核需要提前加工好的特殊的一层层堆叠的薄电铁片,片与片之间互相隔绝以减少型心铁的损耗。有些3D打印要求所用核心材料的性状(如材料密度,非结晶性,毫微结晶原子结构,材料分离性等)在生产过程中保持不变。这种打印要求或许只能采用不改变核心材料性质的混合3D打印技术,例如烧结,熔合,沉积等。非结晶金属薄丝层与层之间互相隔绝,如果能对其进行较好的处理,能减少最多80%的电器核心磨损。即使是著名的3D打印“层压物生产”(LOM)法,也只有在刻印凹槽以固定通电线圈的过程中,或生产后续工序中(例如为了使物体表面平整,同时提高材料的组装密度而对有气隙的表面进行碾压)减少对非结晶物体非结晶结构的破坏,才可能达到减少磨损的效果。
在与美国能源部Arpa-E(先进研究工程机构-能量)计划签约后,一只来自联合科研中心的研究人员小组自2014年开始研究使用增量技术生产30千瓦特的感应电动机,尝试使用不含稀土磁体的电动机技术使其在每分钟0到12,000转的速度下,保持30至50千瓦特的持续电力。
武器
2012年,一个位于美国的“分布式防御组织”(Defense Distributed)计划\"设计一种实用型塑料枪,只要使用3D打印机就可以进行下载和复制生产。\" 该组织还设计了一种可以3D打印出来的650发AR-15型来复下机匣和30发M16弹匣。AR-15有多个机匣(上下各一个),但被序列化上传的部分受法律管制(在这个例子中指AR-15的下机匣),所以2013年5月在分布式防御组织成功用3D打印机设计生产出了塑料枪后不久,美国国务院就要求他们将相关文件从网站上撤下。3D打印使普通消费者也能接触到数控机床的生产过程,因此有人提出质疑,担心对其对相关枪支管制效果的不良影响。
2014年,日本人由友井村成为世界上第一个因3D打印枪支而被判刑的人。他在网站上上传了枪支构造图和制作视频,被判刑两年。警方在他家里发现至少两支可开火枪支。
医药
3D打印已经被应用到生产移植器官和器械等医疗领域。目前成功的案例有一位英国病人移植的钛骨盆,一位比利时病人移植的钛下颌和一个美国婴儿移植的塑料气管夹板。助听科和牙科在未来有望成为3D打印技术的最大使用领域。 2014年3月,斯温席海港的外科医生使用3D打印材料对一位车祸受重伤的汽车驾驶员的面部进行了修复。针对关节炎和癌症损伤器官的移植,相关的3D打印研究正在进行中。
医疗器械
一个年仅5岁的英国小女孩,出生时左手五指发育不完全。2014年10月,她成为了第一个在3D打印技术的帮助下获得“人工手”的孩子。这个人工手基于这个女孩父母提供的塑胶模型制作。负责设计工作的是总部位于美国的开源设计组织E-nable。该组织下的志愿者们一直在做着主要针对儿童的弥补性组织的设计和生产工作。
3D打印的义肢也被用于受伤动物的治疗上。2013年,3D打印技术帮助一只瘸腿鸭恢复了行走的能力。2014年,一只没有前肢的吉娃娃装上了3D打印的安全带和轮子。3D打印的寄居蟹壳则让寄居蟹过上了新房子里的生活。
生物打印
截至2012年,生物科技公司和学界就一直在研究3D生物打印技术在组织工程中的应用,也就是说,用喷墨技术来生产身体组织和器官。设想是,活细胞在凝胶媒介或糖基中一层一层地沉积,慢慢地组成诸如脉管系统的三维组织。第一个3D组织打印系统出现于2009年,运用NovoGen生物打印技术为基础。由此出现了一些相关术语,例如组织打印、生物打印、肢体打印、计算机辅助组织工程,等等。3D打印在整修外科软组织生产方面的应用潜力还在研究当中。
2013年,中国科学家开始使用活体3D打印人耳,肝脏和肾脏。使用活细胞替换塑料,用特殊3D打印机生产人体器官的实验也获得成功。杭州电子科技大学的研究人员发明了自己的3D打印机Regenovo,含义是是“3D生物打印机”,用于完成较为复杂的生产工作。据Regenovo研发者之一徐民根称,该打印机一个小时内可以生产一个迷你肝脏样本或4/5英尺的人耳软骨样本。他还预测未来十到二十年后,就有可能能够打印功能齐全的器官了。同年,比利时哈赛尔大学的研究人员成功地为一位83岁的比利时妇女打印出了新的颌骨。
文章来源:《锻压技术》 网址: http://www.dyjszzs.cn/zonghexinwen/2020/1018/351.html