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淺議3D打印技術(shù)的發(fā)展前景

實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心 張衛(wèi)強(qiáng)

  在3D打印技術(shù)到來(lái)之前,人類的三維制造技術(shù)過程都是刪減的,也就是從一大塊材料中雕刻或加工物品,我們把這種工藝稱之為“減材制造”。直到20世紀(jì)80年代隨著材料科學(xué)與工程技術(shù)的發(fā)展,第一臺(tái)光固化3D打印機(jī)的誕生,人類才正式邁入了3D打印時(shí)代。

  近年來(lái)已經(jīng)有不少國(guó)內(nèi)企業(yè)開始涉足3D打印機(jī)的生產(chǎn)與研發(fā)工作。由于國(guó)內(nèi)3D打印行業(yè)才剛剛起步,僅有幾家公司在從事3D打印機(jī)研發(fā)制造,并且規(guī)模相對(duì)較小、技術(shù)水平也和國(guó)外企業(yè)有一定的差距。根據(jù)相關(guān)業(yè)內(nèi)信息顯示,國(guó)內(nèi)3D打印企業(yè)要想發(fā)展的首要前提就是要形成一個(gè)完整的產(chǎn)業(yè)循環(huán)。目前隨著3D打印技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和成熟,這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)在制造業(yè),航空航天、醫(yī)療衛(wèi)生、教育、藝術(shù)創(chuàng)作等領(lǐng)域掀起了一場(chǎng)革命性的發(fā)展趨勢(shì)。

  3D打印技術(shù)在制造業(yè)領(lǐng)域的影響最為直接和明顯,例如傳統(tǒng)制造業(yè)往往是污染和浪費(fèi)的代名詞,而3D打印技術(shù)則能有效地減少制作過程中所產(chǎn)生的垃圾和二氧化碳,從而給環(huán)境帶來(lái)積極的影響。除了可以減少材料浪費(fèi)外,由于3D打印基本都是按需取材,使用的材料主要有塑料長(zhǎng)絲、金屬粉末或碳纖維等材料來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)。因此大大減少了材料浪費(fèi)。除此之外,3D打印技術(shù)還可以讓人們更方便地生產(chǎn)出替代零件,從而延長(zhǎng)產(chǎn)品的整體使用壽命,避免其在出現(xiàn)零件故障的時(shí)候就被扔掉。

  3D打印技術(shù)在航空航天領(lǐng)域的一項(xiàng)重要應(yīng)用,就是能夠生產(chǎn)宇航員在太空中使用的零件及其他物品,同時(shí)還有助于加快國(guó)際空間站的建設(shè)速度。我們可以制造出適用于太空的3D打印機(jī),利用這些3D打印機(jī)在失重的情況下生產(chǎn)零件,從而使宇航員在太空中的工作和生活變得更加自給自足。

  3D打印技術(shù)在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的主要應(yīng)用,是利用3D打印技術(shù)可以打印出復(fù)雜的人體組織和器官。例如牙科醫(yī)生可以通過3D掃描技術(shù)對(duì)患者口腔患病牙齒掃描成像后,再利用特殊的樹脂材料應(yīng)用3D打印機(jī)打印出和原來(lái)牙齒完全一致的替代品。還有更高層次的生物器官打印替代技術(shù)正在進(jìn)一步研發(fā)當(dāng)中,這些項(xiàng)目的發(fā)展將直接涉及到社會(huì)倫理、道德、政治等多方面因素,只有制定出配套完善的使用規(guī)則,才能使這項(xiàng)技術(shù)極大地造福于人類。

  3D打印技術(shù)在教育和藝術(shù)創(chuàng)作領(lǐng)域的應(yīng)用主要是將傳統(tǒng)的手工藝術(shù)創(chuàng)作方式改變?yōu)?D打印創(chuàng)作方式。我們利用3D打印機(jī)還可以復(fù)制出世界名品,可以讓更多的人享受到世界名品的魅力,但是同時(shí)由3D打印技術(shù)所引發(fā)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)危機(jī)也是一個(gè)亟待解決的難題。

  未來(lái)盡管3D打印技術(shù)發(fā)展所引發(fā)的社會(huì)倫理,道德、政治、知識(shí)產(chǎn)權(quán)危機(jī)等社會(huì)問題將是不可回避的矛盾。但是人類在探索文明進(jìn)步的道路上從未停下過腳步如何解決好這些矛盾,利用好3D打印技術(shù)造福于人類是我們必將面臨的共同課題。

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