猛犸象

ldquo打rdquo遍天下无敌


海底是奇幻瑰丽的神秘世界,也是斑斓美艳的海洋动物乐园,可要说最美还是当属被称为海底“热带雨林”的珊瑚礁。鱼儿在其中任意穿梭、海藻攀附缠绕着倔强生长、珊瑚虫造就色彩斑斓的海洋视界。

然而,这一现象或许就要与我们告别了。

受全球变暖、海洋污染、海平面上升、海岸工程破坏等外界因素影响,世界海洋领域珊瑚礁的数量在不断减少,随之依附珊瑚礁生存的鱼类也面临着灭绝的风险。

针对这些

科学家们是怎么做的呢

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3D打印珊瑚礁

近日一个来自以色列的科学家团队开发了一款以聚乳酸为材料的3D打印机,通过该打印机打印模仿自然生态形状的珊瑚礁结构安装到水中,纹理逼真、结构相似,真真假假让鱼儿分不清楚,以此保证珊瑚礁生态中的其他生物的生活环境。

根据早期试验测试发现,不同的物种对对珊瑚礁有着不同的偏好,因此科学家团队尝试了不同的珊瑚礁形状、颜料、材料来进行产品设计。3D打印珊瑚礁技术将帮助科学家进一步深入了解人造结构是否真正有助于培育自然生态系统。

不得不说,利用3D打印珊瑚礁这个想法是很优秀了。

近年来,3D打印技术越来越多的出现在我们的视角,从打印建筑到打印金属零用件再到打印食物,3D打印可以说可以打印天下无敌手。

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3D打印技术原理

我们都知道,打印平面物品的时候只需要将电脑中设计好的内容与打印机相连,就可以从打印机中打印一张纸或者是其他的东西。而3D打印机与普通打印机基本工作原理相似,先通过计算机辅助设计(CAD)或计算机动画建模软件建模,再将建成的三维模型“分割”成逐层的截面,从而指导打印机逐层打印。

下面是几种核心的3D打印技术。

SLA

StereolithographyAppearance

立体光固化成型技术

可以想象三维物体是无数平面叠加而成的,SLA就是利用特定波长与强度的激光将液体打印材料由点到线、由线到面顺序凝固,当固化完最底层平面之后,升降台在垂直方向移动一个层面的高度,再固化另一个层面。如此往复,直至成型。

SLS

SelectiveLaserSintering

选择性激光烧结

SLS采用激光有选择地分层烧结固体粉末。计算机根据原型的切片模型控制激光束的二维扫描轨迹,有选择地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。当一层截面烧结完后,铺上新的一层材料粉末,控制激光束再扫描烧结新层。如此循环,直到零件打印完成。

FDM

FusedDepositionModeling

熔积成型法

FDM主要使用丝状原材料,利用电加热方式将丝材加热至略高于熔化温度,在计算机的控制下,喷头作x-y平面运动,将熔融的材料涂覆在工作台上,冷却后形成工件的一层截面,然后喷头移动一层进行下一个平面的打印,直至最后完成。

3DP技术

Three-DimensionalPrinting

三维打印快速成型技术

3D打印机使用标准喷墨打印技术,通过将液态连结体铺放在粉末薄层上,以打印横截面数据的方式逐层创建各部件,创建三维实体模型,采用这种技术打印成型的样品模型与实际产品具有同样的色彩,还可以将彩色分析结果直接描绘在模型上,模型样品所传递的信息较大,是目前最为成熟的彩色3D打印技术。

当然,3D打印技术不止于此。

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21世纪迎来技术高峰

从衣食住行到考古、军事、生态环境、制造业等,3D已经渗透到各方各面,有些甚至突破行业瓶颈,带来重大突破。

建筑:打印一座赵州桥

年10月13日,中国河北工业大学马国伟教授带领团队完成了装配式混凝土3D打印赵州桥。它是按照赵州桥1∶2缩尺打印后现场装配式组装,跨度达18.04米、总长28.1米,是目前世界上跨度最长、桥梁总长最长、规模最大的混凝土3D打印桥梁。

据了解,相比传统的施工建造,3D打印建筑可以节省%的模板与支撑,37%的建筑材料和64%的人工。目前,这个技术也被用来打印住房。

军事:军用飞机打印时代

年10月1日的阅兵式上,我国第一款舰载战斗机歼-15、多用途战斗轰炸机歼-16、第一款本土隐形战斗机歼-20等军事飞机均用到了3D打印技术。

3D打印技术简化了高性能金属零部件的制造流程,将制造军用飞机研发制造周期从10-20年的时间缩减为3年时间甚至更短,助推我国军事制造更上一层楼。

医学:从“0”打印心脏

年4月15日,以色列特拉维夫大学在综合科技期刊AdvancedScience上刊文,宣布成功用人体细胞制造出世界上首颗3D打印心脏。虽然是“迷你版”心脏,但它有人类心脏拥有的一切,即使是“打印原料”和“粘合胶水”也是来自人体细胞,不会在器官移植时产生任何的排异反应。

除此之外,打印义肢、牙齿、皮肤等等也在成为可能。

考古:复刻古往今来

年4月15日,法国代表性建筑巴黎圣母院失火损失严重,面对重新修缮,耗时、耗力、耗资让这一切看起来有点困难。不过,早先一位艺术史学家曾为了精确了解圣母院内部结构,用激光扫描技术收集了巴黎圣母院内外的数据资料,基于此,利用AI、3D打印等技术进行复原工作,大大降低修缮难度。

另外,打印消失物种猛犸象的骨骼、秦始皇兵马俑以及重现文物也正在被应用。

复刻历史,打印未来,3D打印让更多创想成真,这是一个新的打印时代。

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跨越3个世纪的创造

虽然现在我们用的东西、吃的东西、看到的东西都有可能来自3D打印,但大家对这个技术还是很陌生。似乎它是凭空出现,却又表现得不温不火,但其实不然。

“3D打印是上上个世纪的思想,上个世纪的技术,这个世纪的市场”

——中国物联网校企联盟

3D打印思想出现在19世纪。19世纪末,美国研究出了的照相雕塑和地貌成形技术,随后产生了打印技术的3D打印核心制造思想。

而3D打印技术真正得到发展是在20世纪80年代。年,美国科学家RFHousholder获得类似“快速成型”技术的专利,但没有被商业化;20世纪80年代中期,SLS被在美国得克萨斯州大学奥斯汀分校的卡尔Deckard博士开发出来并获得专利;到20世纪80年代后期,美国科学家发明了一种可打印出三维效果的打印机,并将其成功推向市场。

不过,3D打印技术得到广泛应用是在21世纪。

如今,科技发展日新月异,3D打印技术材料越来越丰富、精度越来越高、实用性也逐步提升,在各方面都有了大的突破,它的打印物体也不再受局限开始涉足各行各业。虽然它还未能像喷墨打印机一样走入寻常家,但展望未来,它将会同人工智能、5G等先进技术一起改变着我们的生活。

年10月25日星期五

农历九月二十七

年10月25日

我国首台空间路由器成功发射

凌晨6时57分,由国防科技大学自主设计与研制的我国首台空间路由器在太原卫星发射中心搭载长征四号乙运载火箭发射升空,准确进入预定轨道。此次发射任务的圆满成功,标志着我国首台空间路由器正式进入在轨验证试验阶段。

年10月25日

人类天花绝迹日

年10月25日,在非洲的索马里发现一个天花病人。一直到年10月25日,整整两年中,全世界再没有发现一个新的天花病人。于是,这一天被定为人类天花绝迹日。

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