3D打印的未来:将取代几乎所有制造业?

3D打印制造业

  在北京市计算中心的一间办公室里,一台灰色机器在黑暗中嗡嗡作响。这个差不多有办公桌大小的家伙,看起来像个笨头笨脑的旧式洗衣机。其中的工作台和喷头,就像我们看牙医时张大嘴巴露出的牙齿,呆呆地冲向前方。

  可是,当这个笨拙的“大嘴巴”合拢起来,只要轻轻按下“打印”键,过上一两个小时,它就会像机器猫的神奇口袋那样,吐出各式各样的稀奇玩意儿:同等比例的人体牙床,有12个齿轮的多边仪器,柔软的运动鞋底,坚硬的头像雕像……如果你愿意,它甚至可以吐出一座原模原样的迷你版“大觉寺”!

  这是一台来自以色列的3D打印机。目前,这一技术已经实现了打印出一部分建筑外墙、味道堪比鲜肉的人造猪肉,甚至是人体毛细血管。这项只有25年历史的技术也被英国的《经济学人》周刊评价为,将“与其他数字化生产模式一起,推动第三次工业革命的实现”。

  “3D打印机将来不是要取代某一个制造业,而是要取代几乎所有的制造业。”作为世界首个公布3D打印机开源数据信息的科学家,英国工程学家阿德里安·鲍耶对中国青年报记者表示,“未来你想要什么,只需下载图纸,按一下‘打印’键,就可以去喝咖啡听音乐了,剩下的所有事,请统统交给打印机。”

  要是所有模型都能用打印机打出来,那可就好了

  虽然所学的专业是机械设计,工程师向磊却能像个魔术师一样,变出庄严肃穆的大雄宝殿、惟妙惟肖的无量寿佛……他只需要走到这台价值100多万元人民币的3D打印机前,轻轻按下“开始”键。

  不过在此之前,他还要绘出可供3D打印机识别的“图纸”。这种存储在电脑里的模型图,展示了被打印物体的精确数据。如果想要做出一个实际中存在的物体,只需要通过一个长得像电吹风机的扫描设备,就可以将其转换成电脑屏幕上的模型图。

  接下来,再将“图纸”发送到3D打印机上,就可以等待立体打印品的出炉了。这一过程依托的是美国发明家恰克·赫尔创立的“光固化快速成型术”。1986年,他提出可以通过逐层叠加薄层,利用紫外线固化后形成固体模型。

  当时恰克只有47岁。这位费时费力做模型的发明家,冒出这样一个主意要是所有模型都能用打印机打出来,那可就好了!

  如今,这已经不是遥不可及的事。一旦接到指令,大嘴巴模样的打印机就会立刻亮起光来,隔着透明罩的内部工作台上的UV灯放射出紫外线。与此同时,8个比绣花针针头还小的打印喷头来回移动,每个喷头上面有60个小孔,像打水枪一样向工作台上喷射着一层又一层的液态打印材料,先进的机器可以达到每层最薄的只有0.025毫米。

  这些打印材料装在汽油桶大小的容器里,它们决定了成品的质地。目前的3D打印技术大多使用的是树脂、尼龙、塑料或者石膏材料。但实验室也传出越来越多的成功案例,包括支持钛、不锈钢或沙土材料的打印技术。这么一来,打印飞机、汽车甚至是可以居住的房间,都不再遥远。

  由于对光敏感,在紫外线灯照射下,刚刚喷上的液态树脂会迅速固化,就这样一层层累积变成固体。在原本已经空着的部分,喷头会喷上可溶于水的支撑材料。

  就这样来来回回一层层地累积,不断下沉的工作台上面会积出一个树脂模型。这时候工程师回到这间小屋,从“大嘴巴”里取出这个模型,到隔壁的阳台上用高压水枪冲洗掉附着在模型上面的支撑材料,就这样,不管图纸上的模型有多复杂,3D打印机都能忠诚地打印出来。根据模型大小不同,整个过程大约会花掉两到数十个小时。

  未来3D打印技术就像傻瓜相机一样,人人都会操作

  为了让更多人明白3D打印技术的原理,身为专利拥有者的赫尔还特意拍了一部短片。短片里的他还是黑白参差的头发,坐在贴满计划书的书桌前,背后还有一个听筒粗大的老式电话,严肃地说:“我们正在研发一种技术,能够把你在电脑屏幕上看到的图像迅速转化成实体。”

  跟北京市计算中心略显笨重的3D打印机不同,赫尔的打印机如同一个咖啡机,白色的激光针头像一支削尖了笔头的铅笔,对着装满蓝色液体的杯子来回移动,发出滋滋的声音,过不了一会儿,如同魔术一般,一个成型的立体小杯子从蓝色液体里面浮出水面。

  “等会儿,这短片拍摄于……25年前?!”在这则视频短片底下写着这样一条留言。“原来3D打印在25年前就实现了?”

[时间:2012-09-26  来源:中国青年报]

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