2014年,3D打印的時代來了嗎?
你看過美劇《實習醫生格蕾》第十季嗎？劇里面剛出生的小寶寶得了嚴重的心臟病，植入的導管發生了排異反應，醫生們冒險用以前從未使用的技術——3D打印的辦法，打印出了小寶寶需要的生物導管，救了孩子的一條命。
無數個這樣的故事讓3D打印技術蒙上了一層又一層神秘的面紗，似乎它離我們好近好近，又好像離我們好遠好遠。3D打印究竟是怎么工作的？3D打印什么都能打嗎？3D打印能打出個一模一樣的人嗎？3D打印是不是價格貴得超乎想象……帶著一系列的問題，本報記者采訪了位于高新區的中國科技大學先進技術研究院，親眼看到3D打印是怎樣工作的，也看到了剛剛用3D打印機“生產”出的產品。別急，為了幫助讀者朋友的理解，讓我們先來了解一下3D打印的發展歷史及相關知識。
萌芽期
3D打印源自100多年前美國研究的照相雕塑和地貌成形技術，上世紀80年代已有雛形，其學名為“快速成型”。它的最早的3D打印機原理是:把數據和原料放進3D打印機中，機器會按照程序把產品一層層造出來。打印出的產品，可以即時使用。這一技術被美國德州大學奧斯汀分校的卡爾Deckard博士開發出來并獲得專利。1979年，類似過程由RF Housholder得到專利，但沒有被商業化。
經過十幾年的沉寂，1994年，幾個來自MIT（麻省理工學院）的科研和技術專家發明了3D打印技術并申請了專利。1997年，為了將這項技術推向市場，Z Corporation公司正式成立。
成長期
在經過20-30年的萌芽期，3D打印進入快速成長期。
2011年9月
BBC NEWS報道，德國弗勞恩霍夫研究所的一個小組，使用3D打印技術和一種稱為“多光子聚合技術”，成功地打印出人造血管。通過這一過程打印出來的血管可以與人體組織相互“溝通”，不會遭器官排斥。打印時使用的“墨水”是生物分子與人造聚合體。
2011年10月
2011年10月，一輛名為“Urbee”的汽車在加拿大溫尼伯藝術畫廊舉行的展會上首次公開亮相，它包括玻璃嵌板在內的所有外部組件都是通過3D打印設備生產的。它用電和汽油作為混合動力，車速可達每小時100公里至110公里。
2011年12月
Theo Jansen展示一套采用“3D打印機”制作的風動機械裝置，唯一使用的材料就是PVC。這個機械裝置需要通過風驅動上面的大扇葉，帶動內部的機械齒輪讓裝置行走，就像一個多足的機器人在那里爬行。
2012年
2012年的TED大會上，能打印出腎的3D打印機使人眼前一亮。這次打印出的腎組織只是一個雛形，但神奇的效果卻產生了震撼效應。
2012年3月
來自維也納科技大學的研究人員推出了“納米級”3D打印機，它打印出的微型F1賽車模型甚至比一粒沙子還要小，在顯微鏡下卻能看得清清楚楚。
飛速發展期
當我們覺得3D打印這項技術好像還在天上那么遠時，中科大的科研人員滿懷信心地預言：2014年的夏天（或稍晚一點）很可能就是3D技術爆炸式發展的起爆點。
科研人員的預言不是沒有根據的。近期，中國的3D打印成果不斷涌現，據中科大的楊周旺教授和劉利剛教授介紹，蘭州已開發出了3D打印出的沙盤，杭州已成功地將3D技術用在牙齒修復上，青島甚至已經打印出了人體腎臟器官，上周許多媒體又報道了上海做出了3D打印的房屋……而咱們合肥也沒有落在后面，中科大數學院系的研究人員已經開發出了有自主知識產權的3D打印軟件，將模型或圖紙掃入電腦后，軟件將自動建立3D模型、自動生成最節約材料的打印模式、自動尋找最節約材料的支撐點，并自動打印生成物品，這款軟件的特點是省材、方便，目前正在申請專利，這一軟件一旦推廣開來，再加上3D打印機越來越便宜，3D打印立馬就會變得像做大頭貼那樣簡單、便宜、隨心所欲。
3D打印的瓶頸正在被突破
一是材料，目前最常用的材料分普通材料、納米材料和生物分子材料三種，其中，普通材料中用得最多的是ABS塑料，其次有尼龍粉末、玻璃填充聚胺、光敏樹脂、銀、鈦、鋼、蠟、干膜等等。隨著材料科學的發展，可用于3D打印的材料越來越多，價格也越來越低。
二是相關軟件的開發和利用。如今用于平面設計與圖片處理的軟件非常成熟，如photoshop等等，但是，3D打印要復雜得多，用于3D打印的建模軟件嚴重滯后，這嚴重影響了這項技術的推廣和應用。如今，中科大開發的擁有自主知識產權的軟件已申請專利，除了方便以外，該軟件在準確計算打印厚度上有著顯著的創新性，它可以節約打印耗材、縮短打印時間。相信不久的將來，軟件這個瓶頸也會被打破。
三是價格。3D打印機的種類很多，有粉末燒結型打印機，有擠塑型打印機等等，價格差距很大。其價格原本是3D技術發展的一個瓶頸，然而在過去幾年里迅速下跌，從每臺售價一度高達2萬美元下降至目前的1000美元左右，最便宜的大約只要3000元人民幣，3D打印機進入普通家庭已經不遠了。
四是教育。3D打印的普及離不開公眾的參與，但是現在該項技術還被大多數人認為是高不可攀的。美國弗吉尼亞大學現在正在夏洛茨維爾市的幼兒園到12年級的各個年齡的學生中推廣該技術，該校的教授兼科技和教師教育中心主任的格蘭·布爾（Glen L. Bull）表示：“我們將3D打印機帶入課堂，比如我們教幼兒園的孩子們如何設計和打印彈弓，然后孩子們就會分析如何把彈弓設計得更有效率。我們認為，美國的每個學校都將在未來幾年里在課堂上配備3D打印機。”
(責任編輯：admin)
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