3D打印或顛覆傳統(tǒng)制造業(yè) 促成第三次工業(yè)革命
生物打印能夠救命
不僅在外科醫(yī)學(xué)上，而且在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，3D打印技術(shù)也得以廣泛運(yùn)用。參會嘉賓、杭州電子科技大學(xué)生物制造研究所教授徐銘恩指出：生物3D打印是3D打印技術(shù)研究最前沿領(lǐng)域。
所謂"生物3D打印"即細(xì)胞打印。徐銘恩講解并展示了用生物高分子材料進(jìn)行細(xì)胞3D打印的技術(shù)(Cell Printing)，其技術(shù)原理是將細(xì)胞打印在一層一層的特殊熱敏材料上，打印完之后將材料疊加起來就得到所需要的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，這些細(xì)胞會自發(fā)地遷移、擴(kuò)散、自組織，重新形成了一個(gè)器官。他展示了用3D技術(shù)打印出的細(xì)胞軟骨組織以及皮膚組織。目前，包括清華大學(xué)、美國Clemson大學(xué)等等許多大學(xué)都是這方面的先驅(qū)者。除打印人工的組織器官外，細(xì)胞3D打印技術(shù)在藥物研發(fā)領(lǐng)域也得到了非常廣泛的應(yīng)用。
生物3D打印在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用前景特別巨大，其所具有的快速性、準(zhǔn)確性及擅長制作復(fù)雜形狀實(shí)體的特性使它在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用前景。每個(gè)人的身體構(gòu)造、病理狀況都存在特殊性和差異化，當(dāng)3D打印與醫(yī)學(xué)影像建模、與仿真技術(shù)結(jié)合之后，就能夠在人工假體、植入體、人工組織器官的制造方面產(chǎn)生巨大的推動效應(yīng)。
對于3D打印技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，參會嘉賓、中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長周功耀作了深入的闡釋：用生物高分子材料打印出的細(xì)胞，能和人體匹配融合，不會產(chǎn)生副作用、反作用。現(xiàn)在人體的各個(gè)器官，包括心臟、肝、肺、耳朵、膀胱、脊椎等等，都可以應(yīng)用3D技術(shù)打印出來。數(shù)月前，在康奈爾大學(xué)打印出了人耳，形狀和真耳完全一樣，并在接受組織液以后成活安裝到病人身上。這項(xiàng)技術(shù)可以為許多患有先天性耳病的人進(jìn)行修復(fù)。
前不久一個(gè)小孩得了一種怪病，他的呼吸管道發(fā)生軟化完全沒了支撐力，堵住了，生命垂危。醫(yī)生求助于3D打印技術(shù)，用生物高分子材料制作出一根呼吸管植入他的器官，挽救了小孩的生命。
促成第三次工業(yè)革命
3D打印我們的生活。想象一下吧：未來某一天您會住著打印出來的房子，乘坐打印出來的飛機(jī)環(huán)球旅游，駕駛著打印出來的汽車走南闖北，吃著打印出來的面包，使用打印出來的工具……未來人類還將駕駛著打印出來的宇宙飛船探索太空……而所有這一切都將有賴于3D打印技術(shù)在制造業(yè)的廣泛運(yùn)用。
3D打印技術(shù)正在打印奇跡。英國人打印出了世界上一輛超音速汽車，該汽車時(shí)速超過1000英里，比當(dāng)今最快的汽車還快31%，可以在一眨眼的工夫?qū)⑺俣冗_(dá)到150米，比子彈還快。而世界上第一輛"3D打印汽車"早于2011年9月在加拿大亮相，該車命名為Urbee，是一輛三輪、雙座混合動力車。它使用電池和汽油作為動力。雖然單缸發(fā)動機(jī)制動功率只有8馬力，但由于其小巧輕便，最高時(shí)速可達(dá)112公里。
既然3D打印技術(shù)具有如此神奇的實(shí)用價(jià)值，那么這項(xiàng)技術(shù)對于推動工業(yè)產(chǎn)業(yè)，尤其是制造業(yè)的進(jìn)步有何意義？徐志磊院士作了更為透徹的描述--這是一種新型的生產(chǎn)方式，能夠促成第三次工業(yè)革命。
與前兩次工業(yè)革命相比，在3D打印技術(shù)得到廣泛運(yùn)用的情況下，現(xiàn)代制造業(yè)也許不再運(yùn)用工廠這種將人力、資金、設(shè)備等生產(chǎn)要素大規(guī)模集中化的生產(chǎn)方式，而轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N以3D打印機(jī)為基礎(chǔ)的，更加靈活、所需要投入更少的生產(chǎn)方式。這種趨勢被稱之為"社會化制造(Social Manufacturing)"，當(dāng)這種方式得到廣泛的運(yùn)用，那么每個(gè)人都可以是一家工廠。
從事著建筑和設(shè)計(jì)行業(yè)的人，對3D打印技術(shù)其實(shí)并不陌生，因?yàn)樗麄兘?jīng)常需要用到一種叫"快速成型"的技術(shù)，將設(shè)計(jì)的原型制作出來展示給客戶看。從前這種原型的制作非常麻煩，因?yàn)楣S首先需要制作一個(gè)模具，然后把原料澆鑄在里面，這樣才能把原型制作出來。而模具的生產(chǎn)和改進(jìn)就往往需要投入大量成本，且在產(chǎn)品定型后就失去利用價(jià)值了。但當(dāng)工廠制作完成之后，模具就變得沒有用處--這種生產(chǎn)方式浪費(fèi)原料，生產(chǎn)成本自然比較高，所需要的生產(chǎn)周期自然也比較長。
與這種先制作模具，然后才能把設(shè)計(jì)原型制作出來的生產(chǎn)方式相比，3D打印機(jī)擁有相當(dāng)?shù)膬?yōu)異性，它能夠一次性、直接地把客戶所需要的設(shè)計(jì)原型給制作出來。由于無需經(jīng)過制作模具這一步驟，客戶能夠節(jié)約時(shí)間，工廠能夠節(jié)約成本，同時(shí)所制作出來的物體，也將和設(shè)計(jì)圖紙一樣，能夠更加精確。原因在于，3D打印機(jī)能夠直接將物體"打印"出來--首先人們能夠通過電腦創(chuàng)建一個(gè)三維設(shè)計(jì)圖，然后打印機(jī)對這個(gè)立體原型進(jìn)行"切片"，分成一層一層的，然后打印機(jī)開始工作，將原材料按照設(shè)計(jì)圖一層又一層的疊加上去，直到最終成型。
相關(guān)新聞
更多>>
