文/北国老剑
上个世纪80年代,一个父亲突发奇想,凭借自己学过的机械工程方面的知识和从事焊接工作的经验,将聚乙烯、烛蜡混合物装入一只喷胶枪内,然后一点点喷出,一层层叠加成一个青蛙形状的玩具。这位父亲只是为了给自己的女儿做一个特殊的玩具青蛙,但是,他的这一举动,却被历史铭记,而且正在改变未来的制造业。这位父亲名叫斯科特·克伦普,如今风靡全球的3D打印技术正是这位父亲使用的技术发展而来的。
经过这么多年的发展,3D打印技术从最初试验台上的设想发展成为当下最流行的3D打印机。对于大多数人来说,还是只停留在传统打印机的认识上。其实,与传统打印机相比,3D打印机的不同之处就在于,传统打印机喷出来的是墨水,而3D打印机喷出来的则是光敏树脂。所谓光敏树脂,即是一种在某种紫外光的照射下可引起聚合反应,快速固化的特殊材质。
3D打印技术也被人们称为快速成型技术,它的原理是一种以数字化模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过3D打印机逐层打印的方法来构造物体的技术。目前,这项技术仍存在很多局限性,如材质的限制,目前可打印的材质只包括塑料、树脂及金属;除此之外,这项技术目前很难批量生产,只局限于单个物体的打印,且耗费的时间相对较长。
目前,这项技术的应用主要有以下四个方面:①概念模型:艺术家将自己的概念和想法模型化。②结构和外观的测试或者试验。③功能性测试。④直接制造。
对于这项技术对人类生活的影响,人们各执一词,有人认为3D打印开创了制造业的新大门,有人却认为限于这项技术局限性,并不能给制造业带来多少改变。
然而,从长远发展的眼光来看,这项技术的逐渐成熟,必将给人类生活带来不可预料的改变。此前,奥巴马在一次演讲中建议成立“全美制造业创新网络计划”,计划的其中一项便是完善3D打印技术相关标准、材料和设备,以实现利用数字化设计进行低成本小批量的产品生产。此外,不久前,美国在俄亥俄州扬斯敦成立了首个3D打印制造创新中心,并计划在接下来成立三到四个这样的创新中心。
目前,这项技术开始在汽车、航空航天、电子行业等领域进行探索性应用。如,近日,猛犸超大型3D打印机成功利用光固化的技术,打印出来雪铁龙系列概念车The Citroen GT的部分仪表盘;美国工程师利用3D打印技术制作了一个能够飞行的塑料无人飞机,这架飞机不仅四次测试都成功飞行,而且时速达到45英里/小时;美国哈佛大学研究院利用3D打印机成功打印出微型纳米电池,体积比沙粒还小,但是却可提供大量的能量,来为纳米机器人供应能量。
除此之外,在一些新的领域中的探索,也令人期待,如,近日,全球的建筑师团队正在计划在荷兰首都打印一座运河住宅;美国Innovega公司和国防先进技术研究计划署联合研发一款3D隐形眼镜,这款隐形眼镜融入了纳米技术和3D技术;松下公司也正致力于3D传感技术的研发,这项技术成熟后,可使普通镜头拍出3D照片。
对于国产3D打印技术的发展,更是国人关注的话题。值得可喜的是,目前桌面式3D打印机正在热销,价格一般在万元以下,相信在不久的将来,3D打印机也将像传统打印机一样,成为家家能够买得起的设备。
英国著名杂志《经济学人》在一篇名为《看制造业新技术如何改变世界》中指出:“尽管仍有待完善,但3D打印技术市场潜力巨大,势必成为引领未来制造业趋势的众多突破之一。这些突破将使工厂彻底告别车床、钻头、冲压机、制模机等传统工具,而转变为一种以3D打印机为基础的,更加灵活、所需要投入更少的生产方式,这便是第三次工业革命的到来的标志。”
《经济学人》当中的推想,并不是凭空设想,随着3D打印技术逐渐成熟,3D打印机的应用逐渐广泛,我们有理由相信:3D打印技术的到来,将为第三次工业革命增辉溢彩!