3D打印机不能像科幻小说的“星际迷航”复制者那样按需进行任何对象。但是,越来越多的3D印刷机已经开始彻底改变现实世界中的事业。
3D打印机通过遵循计算机的数字说明来使用塑料,陶瓷和金属等材料“打印”对象。打印过程涉及一次建立一个对象,直到完成为止。例如,一些3D打印机喷出了一系列加热的半液体塑料流,这些塑料随着打印机的头部移动而固化,以创建对象中每一层的轮廓。
3D打印机使用的说明通常采用计算机辅助设计(CAD)文件的形式 - 用于制作不同对象的数字蓝图。这意味着一个人可以使用3D建模软件在计算机上设计一个对象,将计算机挂接到3D打印机,然后手表3D打印机在其眼睛之前就构建对象。
3D打印的历史
在过去的20年中,制造商已经悄悄使用了3D打印技术(也称为增材制造)来构建产品的型号和原型。查尔斯·赫尔(Charles Hull)发明了第一台商业3D打印机,并于1986年通过他的公司3D系统提供出售。赫尔的机器使用立体光刻,这种技术依靠激光来巩固紫外线敏感的聚合物材料,无论紫外线激光触摸到哪里。
直到21世纪第二个十年,这项技术一直是较大的公众。自那时以来,美国政府资助和商业初创公司的结合围绕3D打印的想法创造了新的空前的知名度。
首先,巴拉克·奥巴马(Barack Obama)总统授予了3000万美元国家增材制造创新学院(NAMII)在2012年作为帮助振兴美国制造业的一种方式。 NAMII是一个旨在完善3D打印技术的大学和公司网络的伞组织,以在制造业中快速部署。
其次,新的初创企业浪潮使3D打印在所谓的“制造商”运动中流行,该运动强调自己动手做的项目。这些公司中的许多公司提供3D打印服务或销售相对便宜的3D打印机,而不是数百美元而不是数千美元。
3D打印的未来
3D打印可能不会替代许多用于构建标准产品的常用装配线方法。取而代之的是,该技术提供了使个人,特别是按需量身定制的零件的优势 - 这更适合为美国军事飞机创建专业零件,而不是在沃尔玛制造成千上万的垃圾桶。波音已经使用了3D打印来制作22,000多个零件,用于当今飞行的民用飞机和军用飞机。
医疗行业还利用了3D打印的能力来制作独特的物体,否则可能很难使用传统方法来构建。美国外科医生植入了3D打印的头骨在2013年3月的手术过程中,可以取代75%的患者头骨的作品。研究人员还建造了3D打印的耳朵霉菌是带有活细胞的生物工程耳朵的框架。
世界各地的3D打印技术的传播也可以缩小房主和企业的地理距离。在线市场已经允许个人上传对物体的3D打印设计,并在世界任何地方出售它们。卖方可以简单地安排出售的产品在最接近买方的任何3D打印设施上打印的产品,而不是支付高额运输费和进口税。
在不久的将来,这种3D打印服务可能不仅限于专业商店或公司。主食商店计划从2013年开始在荷兰和比利时提供3D打印服务。
企业不会孤单地从3D印刷的单个地方打印功能中受益。美军有向阿富汗部署了3D打印实验室为了加快战场创新的速度,并迅速建立士兵可能需要的任何现场。NASA已经研究了3D打印制作更换零件在国际空间站和在轨道上建造航天器。
大多数3D打印机不会超出家用电器(例如冰箱)的大小,但是3D打印甚至可以扩大尺寸以建造与房屋一样大的物体。一个单独的NASA项目调查了建造月球基地对于未来的宇航员,使用月亮“污垢”被称为Regolith。
3D打印的限制
但是3D打印仍然有其限制。大多数3D打印机只能使用特定类型的材料打印对象 - 这是一种严重的限制,可防止3D打印机创建复杂的对象,例如Apple iPhone。然而,研究人员和商业公司已经开始开发解决方法。 Optomec是一家位于新墨西哥州阿尔伯克基的公司,已经制造了3D打印机,能够将电子电路打印到物体上。
3D打印繁荣最终在正面和负面意义上都可能证明是破坏性的。例如,能够轻松地在线共享数字蓝图并在家打印对象的能力已证明对自己动手做的制造商来说是一个巨大的福音。
但是,安全专家担心3D打印能够放大数字盗版的影响以及共享知识的影响能力,这些能力在错误的手中证明是危险的。国防分发,得克萨斯州的一个集团已经开始通过制作世界上第一个完全3D打印机的枪来推动社会界限。
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