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3D打印技术:印出无限可能

2019-06-28 13:06 来源: 新华网

“3D打印技术”这个词对我们来说并不陌生,它是目前最为先进和前沿的制造方式之一。也许在大部分人印象中,3D打印更多的是一种存在于科研领域的概念性技术,觉得3D打印机笨重、昂贵,并且能够打印的东西十分有限。但事实上,随着近年来3D打印技术的突飞猛进,3D打印产品开始迅速由实验室向实际应用转移,目前已经在航空航天、生物医疗、机械等领域崭露头角,也已在不经意间走进了人们的衣食住行和休闲娱乐活动,不断为我们的日常生活增添亮丽风景,创造新鲜的惊喜和欢乐。

3D打印又称为增材制造,主要是指以数字模型文件为基础,运用可黏合材料逐层打印快速构造物体的技术。在如今的医疗领域,能够利用3D打印截骨导航模板辅助技术,成功为一名大学生实施血友病性骨关节病双膝关节同期置换术。除此之外,随着3D打印应用的飞速发展,3D打印模拟实验医疗方案制定、个性化3D打印胶囊、3D打印人体植入物等创新技术成果已经为世界医疗水平的发展进步增添了强劲活力。

3D打印技术在航空航天领域体现出极强的应用价值和发展潜力,不仅缩短了航天产品的生产周期,还降低了成本,更进一步提高了产品性能。作为一种全新的生产方式,太空3D打印制造的产品可以胜任一些传统制造工艺难以完成的工作。诸如某个部件一侧需要耐受高温、另一侧需要具备较高强度等“苛刻要求”,3D打印都可以大显身手。

除了打印各类元器件,还可以打印美食。3D打印技术可以用于打造烘焙甜品的模具。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,凭借逐层打印的方式来构造模具。有了模具,烘焙甜品就可以实现批量化的定制生产。

该技术将各种食物原料绞碎、混合或浓缩成浆液,制成泡沫,然后重新成型。这会让外观多样的食物都能“入口即化”,不但能方便吞咽困难的人们更好进食,还会让人在享受大餐的同时,可以更好地吸收营养。

中国工程院院士、西安交通大学教授卢秉恒是我国3D打印领域最早的研究者之一,他表示,3D打印正在走向材料的形状和结构随时间变化、智能材料与结构的主动调控技术,未来可能是高性能合金构建的增材制造,复合材料与复合结构3D打印,智能材料主动调控、具有生长性和生物活性的生物3D打印技术方面发展;在材料方面,从数值到金属材料、到陶瓷材料、到生物活性材料;在产业方面,从重视装备到各领域的应用以及尖端科技带来的颠覆性的变化。

虽然前景光明,但道路坎坷。目前,3D打印仍面临不少技术难题。医疗方面,从坚硬的骨骼到柔软复杂的人体内脏,人们希望3D打印能带来更多治疗突破,然而,现有的3D打印心脏售价昂贵,只能跳动半个小时,3D打印韧带、肌腱、软骨组织等仍停留在形似阶段,功能性还无法实现。要想让3D打印真正走向太空,还必须解决一系列技术难题,其中最大的障碍是“失重”。在太空环境下,材料和胶水会“飞起来”,这就需要在打印机结构上进行专门设计。此外,如何解决太空打印产生的废气扩散等问题,尚待进一步研究完善。

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作者: 芦俊文   [责任编辑: 魏承瑶]