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3D打印变革无限可能

2018-09-12 23:04:12 0 智能+ |

公众号/将门创投

来源:CBInsights 编译:Yulei

由于3D打印具有高效的原型制作能力和灵活的定制化功能,被广泛的应用于各行各业之中。它的出现使得设计团队可以在短时间用不同的材料和设计迭代大量的实验版本,加速了产品开发和市场化的进程,高度定制化的能力使得的创意有了实现的可能。无需昂贵的开模、复杂的加工、冗长的等待,让这种省时省力的制造方式迅速普及。

目前,虽然3D打印还未实现完全的商业化,但它在科研和工业界处于蓬勃发展的态势之中。自2013年以来,3D打印领域的筹资增长显著,GE、西门子等大型制造企业也十分重视3D打印技术的长期潜力,纷纷投入巨资进行技术研发生产。根据IDC预测,全球3D打印市场在2018年将达到近1200亿美元。随着技术渗透到更多的设计工作室和工厂车间,潜在的应用几乎无穷无尽。

1.工业自动化领域

汽车制造和其他相关设备

汽车公司越来越多地使用3D打印来制造备件,夹具和内饰元件。从而减少对外部供应商的依赖,并加快进入市场的步伐。3d打印在诸如打印自行车部件,便携滑板等工艺的应用也相对成熟。 将来,骑自行车的人可能会在休息站停下来为他们的自行车或新的定制头盔打印更换部件。滑板爱好者可以在新的滑板中选择他们想要的特定材料,设计和技术元素,实现立等既用的个性化生成。

无人机

在使用无人机的过程中,经常需要更换一些小零,在零售消费领域,消费者们可以购买3d打印套件自己在家打印无人机配件,或者是在官网订购某零件,可以根据客户的要求来实现独特的定制化。在军事领域内,美国陆军研究人员与海军陆战队合作开发3D打印的无人机可根据特定任务进行定制,并且打印速度超快,仅仅需要不到1天的时间。

农业领域

3D打印为农场、特别是对于偏远地区的小型农场来说,提供了更多自主的可能性。一些农民在基础设施差,无法获取农业工具的地区,正在使用3D打印来制作新工具的原型。未来农民们如果能够打印他们需要的任何工具零件,就可以免除鞍马劳顿的采购流程,农业生产的效率也将大大提高。

航空航天

国际航空运输协会(IATA)预测,到2035年,7.2B乘客将乘飞机旅行。为了满足需求,飞机制造商需要降低成本并提高燃油效率。GE航空和波音等巨头越来越多地寻求3D打印来开发未来的飞机。GE使用3D打印技术开发了GE Catalyst,这是一种新型涡轮螺旋桨发动机。 该发动机的设计者将855个独立部件简化成12个。波音公司宣布将开始使用3D打印的钛合金零件来制造787梦想飞机,最终每架喷气式飞机可节省高达3M的成本。

空间技术行业也十分认可3D打印带来的价值:3D打印可以生产出强大,轻便的设备,而且随着公司竞相探索太空,拥有了强大的3D打印技术,我们可以不需要携带设备进入太空,而是携带原材料和模型,等到进入空间环境后再进行快速原型设计和打印。

2.医疗领域

假肢及人体植入物

3D打印在假肢行业的应用也被许多医生看好,在美国,假肢的价格通常在5,000美元到50,000美元之间,而获得假肢的过程可能需要数月。 3D打印大大降低了成本和生产时间。3D打印假肢通常可以在一天内完成,并且所获假肢的质量和舒适度使得定制化生产变得至关重要的。定制化和快速生产对于医疗植入物至关重要。 可以利用3D打印,制作出适合每个人个体结构的植入物产品,并且所需的时间也大量减少,这项技术可以用来显著的改善医疗植入物的市场现状。

再生器官打印

从事再生医学工作的科学家和医生长期以来一直梦想能够为人类打印替代器官和组织。对器官移植的需求远远超过供应。“生物打印”是指使用3D打印来制作模仿人体中发现的材料。它可以产生组织,骨骼,血管,甚至是整个器官。

药物制造

3D打印可以根据患者的个人需求和偏好制造药物,也可以制造出传统领域无法制造成功的药物,比如说一种叫做Spritam的抗癫痫药物,可在吞咽后数秒内崩解。该药物的独特结构无法通过除了3d打印之外的传统制造来实现。

3.艺术与设计

3d打印技术在艺术界的应用也令人感到眼花缭乱,艺术家可以手工绘制设计,然后使用金属,玻璃和陶瓷等材料进行3D打印。2014年,史密森尼学会的国家肖像画廊透露了奥巴马总统的3D打印肖像。通过3D打印实现的其他艺术成就包括经典梵高的“向日葵”的雕塑复制品,以及分析伦勃朗全部作品的项目。但是3D打印艺术带来了许多道德和版权方面的问题仍需要被进一步规范化。同时,3d打印还可以被用来制造新型乐器,乐器的形状和材料决定了它的声音。 3D打印可以为乐器设计,构图和声音提供新的可能性。乐器制造商已经开始尝试3D打印,推出像钛小提琴等新奇的乐器。

3D打印也开始逐渐改变家具设计的流程。传统上,设计家具需要大量的时间和投资。 3D打印简化了流程,使设计人员能够更快地测试概念型产品,并且为客户提供更低的价格。 宜家和麻省理工学院的团队正致力于将3D打印家具带入大众市场。

4.建筑与施工行业

3D打印在建筑和施工中的应用正在迅速发展。

在项目设计阶段的应用已经相对普及 :建筑师可以在设计阶段通过3d打印的技术,直接把图纸变成打印好的房产模型,这样团队中的其他非技术人员也可以轻松访问全尺寸3D打印模型,以配合项目更好的推广和实施。

在施工阶段:3D打印的房屋已经在包括德克萨斯州奥斯汀在内的几个城市亮相。它们具有很高的能源效率,而且建造速度惊人。迪拜未来基金会在2016年成功制造出了第一个3D打印建筑。并惊人的预测说,到2025年,25%的新建筑将使用3D打印机制造。另外,3D打印技术还可以用在灾后重建的建筑领域。

5.教育

3D打印对于教育也有着很大的促进作用。首先,老师可以利用这项技术制作各种各样生动的教育,帮助学生从生动的模型中更好的理解知识。譬如,将细胞的内部结构通过3D打印的方式呈现出来就为让同学们对于细胞内部形态有着深刻的印象。此外,3D打印不仅能为理工科的学生提供有力的实验、生产工具,更能够为医学、人类学等领域的同学提供有效的帮助。

3D打印的强大能力可以根据人体三维模型构建精确的人体结构,同时可以复原古代的考古文物,提供了更深入的研究手段。考古学家可以共享考古数据文件,任何人都可以通过3D打印出精确的文物副本。 然后可以由研究人员,学生或公众自由地处理和研究印刷的复制品。哈佛大学,牛津大学和迪拜未来基金会之间的联合合作伙伴关系最近推出了巴尔米拉凯旋门的3D打印复制品,这是一个古老的废墟,于2015年被伊斯兰国摧毁。在秘鲁,考古学家采用了古代女祭司的木乃伊遗骸,并使用3D打印重建了她的外表。未来,博物馆也可以3D打印整个遗产地,以前所未有的精度重现文物昔日的的全貌。

6.食品包装

3D打印食品的主要价值在于方便和定制。随着专业饮食变得越来越普遍,3D打印食品有望实现更加个性化的按需饮食体验。

除了各种各样的烹饪自动化型机器人外,其中最有趣的要属3d打印的代餐食品,不同于以往取材于自然的烹饪方式,3d打印的代餐食品利用生物细胞技术来生产食材,比如说制造出不含脂肪的牛奶,或者口感非常好的全方位营养组合食品。

3D打印也可用于融合产品和包装。 能量饮料公司Smart Cups开发了3D打印空杯饮料,他们售卖的是空杯子,但是当你加水时,它们就会变成美味的能量饮料。 这是因为水与杯子底部的3D打印胶囊反应,产生饮料。 他们计划发布最初的四种口味的能量饮料。

7. 国防

时间和精度在防御空间中至关重要。世界各地的军队试验通过3D打印以增强其作战能力。

3D打印将为国防提供的重大可能性,包括革新工业供应链,以及提供全新的技术能力。美国军方已经推出了一些引人瞩目的3D打印项目,包括制造榴弹发射器和无人机等。3D打印还可以使士兵在现场制作自己的药品和用品。

综上所述,3D打印可应用的方面可谓是方方面面,它的优点主要在于:高效、灵活、可替代传统制造技术,十分适用于我们现今社会对小批量、个性化、快速化的生产要求。虽然还存在各式各样的不足,但是前途是光明的,相信随着科技的不断进步和发展,3D打印技术会有更加丰富而深远的应用。

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