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3D打印有前途吗?

来源:www.taobaoyi.com   时间:2022-08-08 11:40   点击:210  编辑:庾轮   手机版

文:许相攸

3D打印早就不新鲜了,不过今年3D打印又发展了一大步,可以打印出需要复杂细节的物体,比如说逼真的新生儿模型和微型相机,材料的使用也更加广泛了,比如奶酪和玻璃。又到了年底,一起看看今年最奇葩的3D打印吧!

1. 老鼠卵巢

在芝加哥西北大学Feinberg医学院进行的一项实验中,一只装有3D打印卵巢的雌性小鼠生下了健康的幼仔。

研究人员利用3D打印技术,制造了一种由明胶制成的复杂多孔支架。(明胶是一种胶原蛋白,是一种在人体内大量存在的天然蛋白质)。研究人员测试了各种形状的气孔,选择了最合适的支架,然后用来自另一只小鼠的卵巢细胞填充进去。植入的细胞开始表现为天然健康的卵巢细胞,最终会产生激素,促进老鼠的繁殖周期并使其怀孕。

这可算是突破性的成就,因为有朝一日也许可以用来治疗人类的不孕症,而且对于因癌症治疗而导致的卵巢受损尤其有用。

2. 房子!

今年3月,在莫斯科郊区,第一个3D打印的住宅建成了。

这座房子面积达400平方英尺(37平方米),房屋的墙壁是用莫斯科的创业公司Apis Cor开发的移动建筑3D打印机打印的。不过我们不需要手动组装墙壁,3D打印机会将墙壁和隔板打印成一个完全连接的结构,从而使房屋具有特殊的圆形形状。只有屋顶,门窗是手动安装的。

你会不会觉得3D打印这么高科技那房子一定很贵?其实不是的,最昂贵的部件反而是窗户和门,这间房屋价格约为10134美元,即每平方米275美元。这样看来,3D打印不仅高效、环保,还便宜。

3. 爬山机器人

传统机器人在遇到崎岖的地形使就瘫痪了,不过3D打印机给了机器人柔软的橡胶腿,可以360度无死角的弯曲,这让它完全可以征服崎岖的山路。

加利福尼亚大学圣地亚哥分校的工程师对机器人的腿进行了数字化设计,并在各种情况下对其性能和行为进行了模拟,比如在一个柔软的沙地表面上,在狭窄的空间或爬上岩石时。他们最终选择了一种由三个连接的螺旋状管组成的设计,这些管是中空的,由软质材料和刚性材料组合而成。

当机器人行进时,腿部会测试周围的地形,然后通过以特定顺序膨胀的活塞,瞬间进行调整,确定机器人该怎么迈出下一步,再也不怕山路崎岖啦!

4. 微型相机

德国研究人员利用3D打印技术制造了一种可用于微型无人机,机器人或手术内窥镜的微型相机。

德国斯图加特大学技术光学研究所的工程师们使用飞秒激光写入技术,将四个透镜组成一个图像传感芯片,微型镜头的范围从广到窄,分辨率从低到高,这种结构使图像能够在中心形成一个牛眼形状的清晰图像。它提供了像鹰眼一样的视觉效果,既能够清晰地看到远处的物体,同时还能清楚地看到近处发生了什么。

这四个镜片只有300微米×300微米(0.03厘米),约为沙粒的大小,但是这还不够,研究人员表示,他们还能做得更小!

5. 仿真婴儿模型

荷兰研究人员利用3D打印出仿真的婴儿模型,他们希望改善与新生儿工作的医生的培训方法。

荷兰艾恩德霍芬科技大学(Eindhoven University of Technology)医学设计工程师马克·蒂伦(Mark Thielen)表示,目前用于医生培训的婴儿人体模型过于机械化,并不能提供治疗脆弱婴儿的真实感受。而3D打印能够帮助他们创建解剖学准确的人体模型,比如逼真的内部器官。为了保证模型的准确性,研究人员对新生儿的器官进行了核磁共振扫描,随后以高度详细的信息打印出来。3D打印的心脏甚至可以模拟心脏瓣膜的运动状态,婴儿模型甚至有静脉血液循环。

3D打印的仿真模型可以在模拟临床治疗时,给医生提供精准的触觉反馈。也就是说,当外科医生移动人体模型的一部分或向某一区域施加压力时,感觉和移动真实的人体一样。更有这种模型利于新手外科医生进行练习,说不定以后新医生也能熟练地开刀啦。

6. 眼睛

荷兰研究人员造出了3D打印的眼睛,这种眼睛假体不能给人视力,但是可以让眼睛不正常的盲人看上去和普通人完全一样。

据统计,每10万名儿童中约有30人出生时患有小眼炎和眼球炎,这意味着他们的眼睛完全缺失或不发育,他们的眼窝缺乏他们需要的结构性支撑,只有使用眼睛假体才能使脸部正常发育。儿童的生长速度特别快,需要经常更换假体,传统的假体制作不仅耗时而且价格昂贵,但是3D打印技术制造眼睛假体,更加廉价并且尺寸非常精确,可以让孩子们随时拥有合适的假体,不让假体影响漂亮的脸蛋。

7. 奶酪

吃货们也没有放过3D打印技术。爱尔兰的研究人员使用了制作奶酪不同原料的混合物,并通过3D打印机的喷嘴将其喷射,来做出新品种的奶酪。

3D打印机会将混合物加热75摄氏度,这大概需要达12分钟,然后以两种不同速度挤出混合物。 这种奶酪比普通奶酪颜色深一点,包含乳化剂,饱和植物油,盐,食用色素,乳清和糖。目前还没有研究证明这种奶酪的口感是不是真的更好吃,不过从研究人员表示,3D打印的奶酪比普通加工奶酪柔软45%至49%,融化时更柔软丝滑。

听上去这种奶酪应该会好吃吧,期待用3D打印做出更多的美食啊嘻嘻。

3D打印应该说是一个非常有前景的行业之一,这近2天看到了3D打印柔性心脏的新闻,确实让人震惊,目前3D打印技术在医疗领域应用已经比较多了,并且有很多成功的案例。比如说牙科,还有骨科等等。在传统制造业领域,3D打印也带来很多新的应用,比如说改变了传统的建模失效,同时还增加了建模的精准度。另外3D打印成功打印出房子的新闻也早有耳闻。

在政策方面,目前3D打印领域大力获得政府的支持,国内也有很多新的3D打印公司出现,并且加大了产品的研发和应用力度。相信未来3D打印给我们的想象空间非常大。也确实是一个比较有前景的行业。关于人工智能技术层面,我觉得未来在3D打印领域,会有一些人工智能技术的结合,这个应该是有可能的。

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