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房子、心脏全都能打印 3D打印机能打出新生活吗?

2016-07-09 11:14

它可以打印出你想要那座房子,它可以打印出人体的器官,甚至在不远的将来,它可以为你打印出一个女朋友……它就是传说中的3D打印机。

3D打印技术正日渐应用在工业设计、航空航天、医疗、军工等各个领域;小到一枚戒指、一朵玫瑰花,大到航天航空中使用到的零部件,3D打印技术正在给传统制造业带来颠覆性的变革。在今年的夏季达沃斯论坛上,3D打印也称为了全场关注的焦点。

你想要的咖啡杯

你想要的耳机

你想要的高跟鞋

你想要的房子……

仿佛灰姑娘里的造梦仙女走进了现实,3D打印机正以逆天之势,创造出许多我们曾经不敢想象的可能。

太逆天!3D打印究竟是个啥?

相信很多人像小编一样很傻很天真地以为,3D打印机就是像办公室里的打印机一样,按一下按钮就能打出需要的文档。

实际上,3D打印是一门很复杂的技术,它也被叫做增材制造、快速成型技术,它以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体,将目标一层层的制造出来。

普通打印机的打印材料是墨水和纸张,而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”,是实实在在的原材料。之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理,因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。

3D打印的逆天之处在于,传统制造方法是通过消减原材料来创造需要的形状,而它却正好相反。

从宏观角度来讲,3D打印将改变世界上的货物制造方式。早期的3D打印很昂贵,并且难以掌握。但是Makerbot 和3D systems 提供的个人3D打印机,家庭制造已经成为现实。在前期投资之后,你就可以自己制作家庭用具,眼镜,玩具,珠宝,鞋子以及更多,这项技术也有着日臻成熟之势。你可以想象这样一个未来的市场:你购买材料和设计自己制造产品,而不是购买在线购买一个产品。

而更为激动人心的是,3d打印技术在建筑业、医疗界的运用,很有可能成为人类生活方式的又一次变革。

现场打印出一座房子?这不是梦!

2013年2月,英国伦敦Softkill Design建筑设计工作室首次建立了一个3D打印房屋概念,3D打印房屋需要用尼龙搭扣或者像钮扣一样的扣合件起到固定作用,同时借助传统建造技术。这一设计概念是2012年10月在3D打印展上提出的,它并非采用固体墙壁建造,而是在骨骼基础上建造纤维尼龙结构。

2014年8月24日,上海,10幢3D打印建筑在上海张江高新青浦园区内交付使用,作为当地动迁工程的办公用房。这些“打印”出来的建筑墙体是用建筑垃圾制成的特殊“油墨”,按照电脑设计的图纸和方案,经一台大型的3D打印机层层叠加喷绘而成。3D打印机也再一次逆天地证明了,只需要一张图纸、一台电脑、就地取材制造的足够“油墨”,就可以在24小时内打印出10幢200平方米建筑。

然而更逆天的是,前不久,北京一公司又通过3D打印技术现场建造了一些别墅。这些别墅真的是3D打印机现场打印的,而不是提前打印好然后拼接的。建筑学家表示,这可能引领一场住房建筑革命。

让人觉得欣喜的是,这些3D“油墨”原料主要是建筑垃圾、工业垃圾和矿山尾矿,另外的材料主要是水泥和钢筋,还有特殊的助剂。被人们称为“吃进去城市建筑垃圾或沙漠,吐出来美丽的房子”。这无疑将这些“速成”的房屋赋予了环保的深义。

有专家表示,现在生产的各种高强度塑料保证5-10年需求是没问题的,而且也达到了3D住房人群的要求,因为低成本,过几年换一套完全不在话下。到时不止非洲人们,其他难民们,包括北上广的蚁族们起码不用住地下室!

耳朵,心脏,大脑,未来这些都能打印!

如果说,打印房子只是造福了部分蚁族,那么打印器官则绝对可以称之为人类医疗史上的里程碑。

每年都有很多人在苦苦等待合适的组织和器官移植,而目前,医学界已经在致力推进3D打印器官的技术,也许在不远的将来,3D打印机就可以打印出患者需要移植的心脏、大脑、耳鼻喉……

要打印出包含血管的模拟人体组织,打印材料是关键。哈佛大学Wyss研究所Jennifer A. Lewis实验室团队开发了三种不同的“生物墨水”:固定细胞的细胞间质“墨水”;细胞间质和特定细胞混合成的“墨水”;以及为了生成血管而特制的“墨水”,这种墨水有一种特殊的性质,在低温的条件下会自动融解。

长久以来,一直困扰研究人员的一个问题是:如何让血液在打印的器官中流动,以保证打印器官中的细胞存活。

今年2月份来自Wake Forest University的Anthony Atala团队,为解决这一世界性的难题做出了巨大的贡献。

Atala团队创建了一种新的打印模型(ITOP生物打印机),可以打印布满小通道的骨骼、肌肉和软骨组织,这种组织在植入小白鼠和兔子体内之后,通道里便可以长出血管,给打印的器官提供养分,维持器官的功能。

最让人兴奋的是,ITOP目前可以打印出可以在小鼠身上存活的耳朵。这表明Atala团队使用的“生物墨水”和ITOP制造的微型通道给打印器官成活提供了合适环境。

逆天的3D打印技术,能打出新生活吗?

宏观上来讲,3D打印技术将带来各行业的变革。在制造业领域,产品的制造成本会大幅降低;在不太严肃的考虑下,3D打印也比传统制造可以提供更加多的个人化选择。比如现在我们购物的时候,最不爽的就是看到自己喜欢款式的衣服或鞋子,却被告知你喜欢的颜色没有了。可是如果你有一个3D打印机,在买了一双鞋子的设计文件后,除了鞋子的大体形状,你有更多的对颜色和尺寸的选择空间。

不过,我们也需要面对一个问题:3D打印非常可能是伪造业的未来。伪造,是指使用别人的商标来使仿冒的东西像真的。

在高保真3D打印机的帮助下,人们可以非常轻易地制造一个名牌包包,这只包将很难和真品相区别。个人这样做会触及品牌的底线,真的噩梦是伪造者接触到这些工具。

此外,在生物领域,3D打印还面临着伦理争议。研究者从收集的碎屑中提前DNA,而且对特定部分的基因序列进行测序。收集到的数据随后被输入到一个电脑程序中,这样就能够通过3D打印机制造出人们真实大小的面部模型。这意味着它不仅可以克隆某个器官,它甚至可以克隆人。

亦有人提出3D打印机在某些犯罪领域的使用,例如打印毒品的可能性。

与大多数新技术运用之初一样,3D打印机所带来的兴奋里也挟裹着人们的担忧。3D打印在道德伦理方面的不可控性,是否会成为这项技术进一步发展的制约?这些问题能否得到有效的规避?现在我们还不得而知。希望未来3d技术带给我们的是惊喜,而不是惊吓。

据新华网

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