日前，瑞士采用機(jī)器人和3D打印數(shù)字化建造了世界首座能住人的3D打印房屋——DFAB HOUSE。
DFAB HOUSE 位于一棟大樓的頂層，建筑的外立面看上去就像一個(gè)不規(guī)則的盒子，晶瑩剔透的表層充滿(mǎn)了科技的味道。
2019年1月12日，一座長(zhǎng)26.3米、寬度3.6米的拱橋在上海科普公園落成，這座看似普通的橋，其實(shí)擁有很高的技術(shù)含量。不同于一般橋，它是使用3D打印混凝土技術(shù)分別打印出橋梁各個(gè)部件，并運(yùn)用現(xiàn)代施工技術(shù)拼裝完成的。
首座3D打印橋
今年兩會(huì)期間，全國(guó)人大代表、北醫(yī)三院大外科主任劉忠軍教授一如既往地隨身攜帶幾塊3D打印的骨關(guān)節(jié)。只要有機(jī)會(huì)，他就拿出幾塊骨關(guān)節(jié)，不厭其煩地向記者、與會(huì)代表們講述3D打印微孔鈦合金內(nèi)植物研究的最新進(jìn)展。3D打印植入物的應(yīng)用已惠及很多百姓。
3D打印的金屬醫(yī)療植入物
顛覆傳統(tǒng)制造的前沿技術(shù)——3D打印早已滲入我們的生活。
什么是3D打印
3D打印技術(shù)是快速成型技術(shù)的一種。它是應(yīng)用3D打印機(jī)，以三維數(shù)字模型為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀的金屬、塑料、石膏、樹(shù)脂、尼龍以及食品材料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印以構(gòu)造實(shí)物的一種技術(shù)。
通過(guò)3D打印技術(shù)獲得一件實(shí)物需要經(jīng)過(guò)4個(gè)階段：即建立三維模型、分層切割、三維模型成型和加工處理。
3D打印工作原理示意圖
3D打印的優(yōu)勢(shì)
相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)械加工“減材制造”技術(shù)而言，3D 打印技術(shù)也稱(chēng)為“增材制造技術(shù)”，基于離散，堆積原理通過(guò)材料的逐漸積累來(lái)實(shí)現(xiàn)制造，具有眾多優(yōu)勢(shì)。
3D打印使制造走向5個(gè)“任意”：任意材料、任意形狀、任意批量、任意領(lǐng)域、任意工作場(chǎng)地。如今，隨著3D打印技術(shù)不斷成熟，應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛。
3D打印的應(yīng)用
醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用
2019年3月，江蘇淮安一名男子患口腔癌，就診后發(fā)現(xiàn)頜骨的腫瘤已侵犯整個(gè)下頜骨，必須切除。為保證外形和功能正常，醫(yī)生根據(jù)3D打印的下頜骨模型，對(duì)腿部腓骨進(jìn)行截骨、塑形，完成下頜骨重建，患者術(shù)后情況良好。
2018年，23歲的連云港小伙患有復(fù)雜先天性心臟病，醫(yī)生診斷活不過(guò)3個(gè)月，關(guān)鍵時(shí)刻3D打印技術(shù)救了他。
在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，3D打印技術(shù)已被用于制作人體器官的替換品，如顱骨、眼眶、頜骨、假牙、假耳廓以及人體骨盆等。
用3D打印病變骨骼，挽救骨癌患者
使用3D打印機(jī)再生心臟肌肉組織
圖片來(lái)源：MedSci
航天科技領(lǐng)域的應(yīng)用
2018年5月9日，太原衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征4號(hào)丙火箭將高分五號(hào)衛(wèi)星成功送入預(yù)定軌道，此次任務(wù)中，多個(gè)3D打印裝備器件得到成功運(yùn)用。
3D打印助力C919騰飛。3D打印3.07米高C919中央翼緣條，金屬3D打印技術(shù)僅5天。
利用金屬3D打印技術(shù)打印出的鈦合金鏤空點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)
羅爾斯·羅伊斯通過(guò)3D打印部件推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試、空中客車(chē)直升機(jī)大規(guī)模打印空客A350組件、Ameco杭州分公司利用3D打印技術(shù)排除疑難故障……
圖片來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)
3D打印在航空航天領(lǐng)域已凸顯出巨大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì) 。
食品行業(yè)的應(yīng)用
3D 打印技術(shù)在食品行業(yè)主要用于打印食物。其打印出的食物不僅外觀(guān)美觀(guān)，并且美味可口，與手工制作的食物似乎并無(wú)差別。
目前，人們對(duì)3D打印食品的看法仍各不相同 ，有的對(duì)它嗤之以鼻，認(rèn)為它只是個(gè)噱頭；有的則認(rèn)為它很有趣，并且能創(chuàng)造出新的價(jià)值。但無(wú)論如何，這個(gè)行業(yè)目前都在快速發(fā)展著。
建筑行業(yè)中的應(yīng)用
3D打印制作的建筑不僅精美、成本低、時(shí)效快、環(huán)保而且節(jié)省大量材料。
45天3D現(xiàn)場(chǎng)打印出400平方米的雙層別墅
該別墅的打印原材料為普通標(biāo)號(hào)的混凝土和鋼筋，地基和墻體用鋼筋20噸，C30混凝土380立方米。墻體樓層板都按規(guī)范要求用鋼筋綁扎，采用3D打印機(jī)直接澆筑成型技術(shù)，全程由電腦程序操控。相較于傳統(tǒng)的建筑方法，3D打印建筑幾乎沒(méi)有原料浪費(fèi)，工業(yè)垃圾少，從而降低工程總造價(jià)。
3D整體/現(xiàn)場(chǎng)打印流程
3D打印的六層公寓樓和1100平方米的精裝別墅
荷蘭——世界第一座3D打印建筑“風(fēng)景屋”
迪拜——3D打印辦公樓
考古文物領(lǐng)域的應(yīng)用
3D打印技術(shù)在考古文物領(lǐng)域主要用于修復(fù)已經(jīng)破損的古文物。
考古學(xué)家用3D打印重現(xiàn)鐵器時(shí)代的珠寶
3D打印技術(shù)重塑1200年前秘魯女王半身像
墓葬中發(fā)掘出秘魯瓦里貴族女王遺骸
3D打印技術(shù)復(fù)原頭骨 明顯看到牙齒缺失
根據(jù)安第斯女性面容 手工添加肌肉、皮膚和五官
復(fù)原面容栩栩如生
汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用
2014年，世界首款3D打印汽車(chē)終成現(xiàn)實(shí)。這輛汽車(chē)“斯特拉迪”全身是碳纖維及塑料，利用“3D打印技術(shù)”制造而成。據(jù)悉，全車(chē)只使用了40個(gè)零件，且依靠電動(dòng)能源，充一次電花費(fèi)3.5小時(shí)，可以行駛大約100公里。
圖片來(lái)源：人民網(wǎng)-國(guó)際頻道
隨著新車(chē)型更新?lián)Q代加快和智能化、綠色化制造的要求，3D打印技術(shù)在汽車(chē)行業(yè)的應(yīng)用不斷加快。
其他領(lǐng)域的應(yīng)用
3D打印所涉及的部分制造業(yè)領(lǐng)域
結(jié)語(yǔ)
3D 打印以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、個(gè)性化、定制化為特點(diǎn)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)出指令，產(chǎn)品可以在不同的地方生產(chǎn)并配送給客戶(hù)，顛覆了傳統(tǒng)的生產(chǎn)時(shí)間和地點(diǎn)不易改變得觀(guān)念，也顛覆了傳統(tǒng)的供應(yīng)鏈、分銷(xiāo)網(wǎng)的部署格局，可以實(shí)現(xiàn)真正的云制造。3D 打印被認(rèn)為是推動(dòng)第3次工業(yè)革命的核心技術(shù)，盡管目前仍存在一些問(wèn)題，但是被各國(guó)作為戰(zhàn)略化新興產(chǎn)業(yè)大力發(fā)展的趨勢(shì)已不可阻擋。3D 打印，未來(lái)可期。
參考資料：
科技專(zhuān)題.超全面3D打印材料大解析
王聰聰,詹儀.3D打印技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展前景
中國(guó)民航網(wǎng) .3D打印飛機(jī)？未來(lái)可期
3D造、激光制造網(wǎng)、三迪時(shí)空聚焦3D打印、南極熊3D打印、中關(guān)村在線(xiàn)、人民網(wǎng)、裝備科技、看歷史趣事等。
