3D打印重塑世界
《西游记》是我们从小就耳熟能详的故事,孙悟空七十二般变化的本事,我们都很向往。下面是孙悟空大战哪吒三太子的场景(图1-1),你一定很熟悉。
哪吒三太子与悟空各骋神威,斗了个三十回合。那三太子六般兵器,变做千千万万;孙悟空金箍棒,变作万万千千。半空中似雨点流星,不分胜负。原来悟空手疾眼快,正在那混乱之时,他拔下一根毫毛,叫声“变!”就变做他的本相,手挺着棒,撵着哪吒;他的真身,却一纵,赶至哪吒脑后,着左膊上一棒打来。哪吒正使法间,听得棒头风响,急躲闪时,不能措手,被他着了一下,负痛逃走;收了法,把六件兵器,依旧归身,败阵而回。
这段故事我们都很熟悉,可是原材料“猴毛”变成生命体,在现实生活中,谁能做到呢?别急,3D打印可以帮助我们实现梦想。下面是我们未来的生活,处处离不开3D打印技术。
李平(假设名)一起床,就先来到了数字厨房,将昨天老妈给自己的食谱和原材料输进了食品打印机,转身去洗漱。再次来到厨房时,香喷喷、热腾腾的糖油粑粑和豆浆已经按照老妈给的食谱打印出来了,好久没吃过老家小吃的李平急不可待地糖油粑粑塞进了自己的口中,烫的他直唆气,可那来自儿时记忆的味道却让他舍不得把糖油粑粑吐出来。
吃完早餐,李平来到衣橱换上制服,刚要出门,突然想起下班后还要去接女朋友看电影。他马上转身回到衣橱旁,从抽屉中取出一条精致的领带系上。这条领带是李平和女朋友购买的,由知名设计师精心为他俩设计的个性化3D打印领带,上面有李平和女友的照片及誓言。
上班途中,他习惯性地拿出手机,浏览当天的信息。突然一条信息引起了他的注意,“中国发射的火星4号航空器已成功着陆并开始工作”。该航空器有一条特殊的机械手臂用于打印“火星牌3D打印机”,“火星牌3D打印机”则是利用火星的物质打印中国在火星上的空间站。而火星4号航空器的这条机械手臂恰恰是由李平所在的“云端技术公司”设计制造,并拥有全部知识产权。看到这儿,李平不由自主地想起当初研发时度过的紧张岁月。那时候,大家讨论得最激烈、也是最有挑战性的问题:如何有效利用火星物质,打印出3D打印机,然后打印出空间站所需的一切!李平清楚地记得,当自己的博士导师提出这个设想时,几乎所有的人都一致反对,认为这简直是不可能完成的任务,最后导师排除异议,表示愿意承担一切后果和费用,才得到公司的支持并派出一小部分科研人员进行研发,李平就是其中之一。在此之前,公司的设想是发射航空器到火星,把材料从地球带过去建立空间站,但是这种做法需要同时发射许多航空器,风险大、成本高。
到公司后,李平开始一天的工作,李平所在的“云端技术公司”主要研发和生产3D打印机,公司会根据客户要求为其私人定制一切合法的东西。
快下班时,李平意外发现一封来自公司竞争对手—“宇宙3D打印公司”发来的邮件。原来“宇宙3D打印公司”与“云端技术公司”都推出了款式和技术几乎一致的私人定制手机,目前“宇宙3D打印公司”准备起诉,但是希望两家公司能够有和解的可能。
目前,随着3D打印机日益普及,盗版现象越发猖獗。虽然中国相关法律法规对此有严格规定,但是在商业竞争中追究起来还是困难重重。行业内曾经的两大巨头“快捷3D打印”和“如家3D打印”就曾因专利问题对簿公堂,接下来是无休止的庭下调查和庭上对质,这两家公司也无暇发展技术,结果双双被行业后起之秀赶超了。
李平把邮件内容和个人处理意见报告给上级之后,离开公司去接女朋友下班回家了。到家之后,李平把从网上买的食谱程序还有食材一股脑地放进数字厨房,跑到客厅跟女朋友一起看3D电影,直到一个紧急电话打破了两人之间的愉快氛围。电话是李平的爸爸打过来的,说李平的奶奶心脏出现严重问题,需要更换健康的心脏。后天李平爸爸带着奶奶从老家过来,毕竟李平生活的地方是首都,医院的仪器更先进,条件也更加便利。李平马上给医院打了电话,预约3D打印的心脏,并预约医生做手术移植,很快将一切都安排好了。
李平看着墙上3D版全家福,每一个人脸上的笑容是如此栩栩如生。还记得照相的那天,其实就是一个月前过年的时候,奶奶还是那么的健康,怎么会一下子查出来心脏出了问题呢?不过还好,现在的医学技术已经相当发达了,器官的移植也不需要到处去找匹配者然后还有经历痛苦的免疫排斥观察期。
送完女朋友,李平躺在床上拿出为女朋友准备的世界上独一无二的戒指,这也是由世界知名珠宝设计师的杰作,不过也是由社区打印店打印出来的。他想起小时候,他爸爸向他妈妈求婚的时候,这样一枚由世界知名设计师设计的戒指可是天价啊,而且还得等很久才能拿到,哪有现在这样方便啊。想着想着,李平进入了梦乡。
鲁班在世
2014年4月,10幢3D打印建筑在上海张江高新青浦园区内揭开神秘面纱。这些建筑的墙体是用建筑垃圾制成的特殊““油墨”,依据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(如图1-2),据介绍,10幢小屋的建筑过程仅花费24小时。
外媒2014年1月22日报道,“轮廓工艺”3D打印技术已经问世,该技术由美国航天局(NASA)出资与美国南加州大学合作研发。大约232平米的两层楼,“轮廓工艺”3D打印技术24小时内就可以印出,只需一个按键就可以操控机械打印出房子。“轮廓工艺”3D打印技术可以显著节约建筑成本和建筑时间,假设人类移居月球或火星,该技术可以就地取材,“外星屋”则能批量且快速打印出。
根据南加州大学教授比赫洛克·霍什内维斯即“轮廓工艺”项目负责人介绍,“轮廓工艺”外形犹如一台悬停在建筑物之上的桥式起重机,中间的横梁是“打印头”,两边是轨道,横梁进行X轴和Y轴的打印工作,可以上下前后移动,将房子逐层的打印出来。
目前,基于设计图的预先设计,以水泥混凝土为材料,高密度和高性能的混凝土由3D打印机喷嘴喷出,“轮廓工艺”3D打印技术一层层打印出装饰、隔间和墙壁等,整座房屋的基本架构由机械手臂完成,电脑程序操控全程。根据相关介绍,“轮廓工艺”机器人打印的房屋非常节省建筑材料。空心的墙壁可以打印出来,质量虽然更轻,但强度系数达到10000psi,也就是说每平方英寸可以支撑10000磅的压力,节俭了25%-30%的材料和20%-25%的资金,强度超过传统房屋墙壁很多。利用3D打印机,“轮廓工艺”可以消耗更少的能源,节省45%-55%的人力,减少二氧化碳的排放,明显降低了成本,显著提高了效率,而且“轮廓工艺”最大的节俭是节省了人工。
据联合国估计,2050年全球人口将达到史无前例的96亿人,地球居住空间将更为拥挤,荷兰非营利组织“火星一号”从20万报名者中挑出1058人,参加移民火星训练,预计将挑选出24位移民者,2024年分成6个梯次依序升空到火星居住。而人类未来若要移居其他星球,解决住宅问题可谓首要任务。
所以说,随着人工成本价格日益猛增,及机械工业大量耗费能源等缺点,3D打印技术一旦开始进入建筑行业,必将带来翻天覆地的变化。
本文摘自《3生万物》
3D打印是什么?在《西游记》中有个故事,唐僧师徒来到车迟国,与鹿力大仙赌“隔板猜枚”。孙悟空钻将进去,见一个红漆丹盘,内放一套宫衣,乃是山河社稷袄,乾坤地理裙。用手拿起来,抖乱了,咬破舌尖上,一口血哨喷将去,叫声“变”!即变作一件“破烂流丢一口钟”。 “一件宫衣”突然间没了,出现了一件叫做 “一口钟”的破旧衣服,这是一个看起来不可能的神话故事,但是现代的3D打印技术却可以完成这项不可能完成的任务,用特定材料“无中生有”地“打印”出你所需要的东西,包括“破烂流丢一口钟”。
2014年6月3日,习近平总书记在2014年国际工程科技大会上的主旨演讲中指出,“一项工程科技创新,可以催生一个产业,可以影响乃至改变世界。”“3D打印技术”正是这样一项工程科技创新。2012年,英国《经济学家》杂志将“第三次工业革命”作为封面文章,全面地掀起了新一轮的3D打印浪潮。对于传统工业来说3D打印是一次革命,在这次新的革命中,每个国家、每个人都面临挑战和机遇,以及无限的发展可能、财富机遇。您可知晓?