的车钥匙能否兼容的车型?如何保证相容性?,

食物、汽车、骨骼、文物甚至心脏,万物皆可3D打印

从1983年第一台3D打印机面世至今,3D打印技术已经发展了30年,将“用机器打印万物”从概念变为了现实。有媒体和科学家曾说过,3D打印技术将改变世界,“对世界的影响可能和工厂的诞生一样深远”。

3D技术现在可能还不是那么普遍,但随着这项技术正在日渐成熟,它可以为越来越多的行业带来生产力提升,给工业制造和人们的生产生活带来巨大便利。从食品到工业产品,从文物到生物医疗,生活中的所有东西,都将通过3D打印来完成,甚至是已经在通过3D打印完成。

甜蜜与美食,3D打印带来新体验

甜食是最能给人带来幸福感的食品,无论是巧克力还是糖果,只需要小小的一颗,就能让你一扫忧郁的心情。除了味道,甜食有一个诱人的外形可能让人觉得开心。在以前,无论是巧克力还是糖果的外形都只能依靠模具来完成,但3D打印却可以改变。

将普通的3D打印机的出料盒装满融化的巧克力,就可能打印出无穷无尽花样的甜品。只要计算机能绘制出的图案或文字,就能通过3D打印机呈现出来。再难以完成的造型,都能变为现实。早在2014年,好时巧克力就已经和一家3D打印公司建立合作,生产各种3D打印糖果,用打印机代替人工,进一步精简流程。而现在有越来越多的3D打印工作室也开始承接小规模的糖果打印工作,让人们可以为另一半送上最特别的礼物。

而一家名为TheSugar Lab3D实验室使用定制的3D打印机,用糖粉打印出了各种造型的糖块。这些通过3D打印机生产的产品完全可以达到食品级别,你需要担心的只有这些甜蜜的艺术品应不应该丢进自己的杯子里。



除了糖果,3D打印还为宇航员带来了更好的食物体验。众所周知,再太空环境中,宇航员的食物都是有严格限制的,他们要想吃到和地球上一样的食物简直是天方夜谭。为了解决这一问题,NASA资助了一项3D打印食物的项目,这种3D打印食品将供应给航天员在宇宙中食用。这家公司通过多个料盒一起工作,用面团、芝士、调料等原料将披萨这一美国人热爱的食物带上了太空,为宇航员带来了新的饮食体验。

工业万物皆可打印

3D打印已经不再受材料限制了,惠普一台名叫MetalJet的喷射成型3D打印机让工业走进了新纪元,因为这次被喷的可不是塑料,而是熔点较高的金属。

每年仅汽车、工业和医疗行业就能生产数十亿个金属零件,而这些零件的制造往往需要通过定制的生产线完,这将给企业带来巨大的前期投入,而且这些生产线大多数只能生产指定造型的零件。

惠普的MetalJet恰好可以帮他们降低成本。相较于其他技术,MetalJet可将工作效率提升高达50倍,同时降低成本。以汽车零件“指形从动滚轮”为例,如果使用金属注塑成型,单个零件的成本大概在2美元,而用Metal Jet生产这个零件的成本能降低到少于2美元,而且还会比注塑成型的产品更轻便。用3D打印机替代工厂已经用了十多年的车床,生产特定零件的技术成本比传统方式更低,而且显著降低了原形生产,也即打样的成本。



据了解,大众旗下一些车型的车钥匙以及个性名牌现已通过3D打印量产,在近两年也将实现变速杆的3D打印量产。未来甚至有可能实现车身等核心部件30%由3D打印完成。

可以这样说,在摆脱材料限制后,未来工业上的一切,都可以通过3D打印来实现。

3D打印让文物研究不再脆弱

古董文物是人类历史上的重要财富,但是由于文物的脆弱性和历史重要性,它们不能被触摸,通常,我们需要隔着封闭的玻璃陈列室才能一窥文物全貌。

而3D打印技术让文物研究不再受限,对于文物的探索,研究人员甚至是普通人,都可以尽情的上手。

今年1月,谷歌艺术与文化研究所、非营利组织CyArk和美国3D打印制造商Stratasys联合宣布,他们将在开放遗产项目上扩大合作。他们的目标是通过3D打印等比缩小的文化遗产,让世界各地的重要古迹和文物重现生机。

通过高科技激光扫描仪等手段,可以非常精确地描绘出原始文物的形状。这些扫描数据可以用数字化的形式储存在世界任何角落,而且任何对这些文物感兴趣的人都可以通过数据用3D打印机复制一个1:1的文物。这些文物的最大优势就是可以让参观者用手去触摸,建立一个观众与复制品的物理特性之间的联系,在触摸时感受现实主义,以便于观众更好了了解文物与历史。

除了小型的文物,3D打印还可以在大型建筑文物的修复工作上起到帮助。通过已有的数据,3D打印可以复制一个更加贴近原物的建筑配件,以便于更好的复原建筑文物的原貌。

以故宫为例,故宫内共有1200栋古建筑,故宫博物院曾通过数字扫描等手段可以完美的展现建筑的整体构造和具体细节,还成立了一个“智能医院”,配备了3D打印、物理冷热性能等设备,为文物“做CT”,并与原有修复技术进行叠加,效率瞬时提升。



在西方,研究人员也曾用2D照片创建了3D模型并实施打印,最终还原了被ISIS炸毁的叙利亚遗迹贝尔神庙的巨大拱门,还在伦敦和纽约进行了展示。而在这周失火的巴黎圣母院,在修复时也可能用到3D打印技术,以确保最大程度的贴近原物。



骨骼和心脏,3D打印让器官移植不再那么难

生命是脆弱的,在某些时刻,通过器官移植是可以挽救一个人的生命,但是由于生物机理,想要找到配适的器官源往往是器官移植手术的关键。

现在,这一情况或许有了好转,有可能让漫长而危险的器官移植彻底成为历史。

4月15日,以色列特拉维夫大学在综合科技期刊Advanced Science上刊文,宣布成功用人体细胞制造出世界上首颗3D打印心脏。这颗通过3D打印得到的心脏大约长2厘米,和兔子心脏大小相仿,但它并不是一个玩具。这颗心脏不仅有心脏细胞,还有血管和其他支撑结构,甚至能像真实的心脏一样跳动。



而且,这颗心脏的3D打印原料,均来自患者本人身体取出的网膜组织,不会在进行器官移植时产生任何的排异反应。

网膜组织位于人类的内脏外部,像帷幔一样保护着内脏。在取出后,网膜组织会被分离成细胞和基质两部分。通过重新编程,体细胞会再次回归可以分化的多能干细胞,构成心脏主体的心肌细胞和构成血管的内皮细胞。而基质则加工成水凝胶,用以在打印时粘合。这样的器官不会引发任何排异反应,将器官移植手术中的排异危险规避掉,可以让患者放心使用,不再为器官源担忧。

除了心脏,3D打印还可以为骨科患者带来希望。

近日,西北工业大学汪焰恩教授团队的3D打印活性仿生骨技术有了突破性进展,他们研制的3D打印活性仿生骨可以做到与自然骨的成份、结构、力学性能达到高度一致。在动物活体试验中,该技术制造的仿生骨可在生物体内“发育”,还能让自体细胞在人造骨中生长,最终将人造骨与自然骨很好地生长在一起,真正成为自己身体的一部分。



传统的骨缺损修复重建会使用金属、高分子材料,这些材料存在仿生结构不可控、力学性能不匹配、生物相容性差、无发育功能、运动错位、磨损等术后并发症。最重要的是,这些材料无法与本体骨骼进行融合,往往需要二次手术取出,会对患者造成二次创伤。

但通过3D打印制作的仿生骨,在植入动物受体体内后,能够很好地发育,也就是通过受体的新陈代谢,使自体细胞在人造骨中生长,并最终完全长成自体骨。也就是说,患者只需要经历一次手术,就可以完成修复,剩下的工作就交给身体的自愈能力和时间来完成了。

如此看来,3D打印技术将为我们的生活带来很大改变,而且会出现在生活中的方方面面,可以说,3D打印能够将你的任何想法都变为现实。有意思的是,3D打印机甚至能打印一台3D打印机,只要你拥有足够的原材料,你就可以打印出一个世界。

2024-09-03

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