A. 3D列印技術的應用領域
3D列印使復雜的產品結構成為可能,同時產品結構設計的一體化趨勢逐漸顯現。由於目前生產工藝的限制,一般產品大多由若幹部件組裝起來共同構成產品的主體結構。這種組裝結構增加了產品的質量、體積、復雜度和故障幾率,同時在生產和裝配過程中浪費了大量的材料及能源。
3D列印技術的「加式」方法使產品結構一體化,變得更加簡單,甚至某些特殊鉸接結構可藉助輔助性材料一次成型而無需組裝,不僅提高了生產效率,也提高了產品的結構強度和可靠性 。
(1)3d列印技術在汽車製造工作的具體應用
a.各類零件的製造: 3D列印技術所生產的零件則較為精細,力學性能也較為可靠。並且在處理一些突發狀況時,3D列印技術有著絕對的優勢,例如在汽車製造時,某一些零件出現意外問題,此時就可以使用3D列印技術來進行緊急的修復,3D列印技術相較於傳統的製造技術,其生產周期非常短,並且可以使用加急列印,可以在短時間內解決意外產生的問題。這可以減少企業為了應對突發情況所准備的庫存零件,可以在一定程度上增加企業的資金流通程度,促進企業的發展。
b.復雜模具的更高效、便捷的製造 :3D列印技術可以將模具一體成型,不再需要拼接等方式來製造模具,3D列印技術中選取激光燒結技術可以直接製作模具,這對於汽車製造企業控制模具投入成本有著極其重大的意義。同時3D列印技術所製造的復雜模具精確度很高,力學性質非常的穩定,這對於模具的實用性有很大的提升。
c.實現輕量化零件的更有效製造 :3D列印技術可以在確保了零件力學性能的情況下,有效地製作出輕量化零件。例如Fortus900mc生產型的3D列印機就可以生產出比同等質量黏土還要輕的且可以保證力學性能的零件。這為汽車行業響應可持續化發展提供了技術保障。
(2) 3D列印技術在汽車維修中的應用
a.3D列印技術在零部件維修工作中的應用 :目前在汽車維修行業中已經有許多零部件採用3D列印技術進行生產,例如後視鏡,門把手,汽缸,各類齒輪等部件。
b.3D列印技術在維修工具中的應用 :3D列印技術可以在電腦上針對於不同零件的尺寸與規格,對相應的維修工具進行精確的建模,使得其具有標準的尺寸與規格,可以完全匹配所需要進行維修的零件。這對於汽車維修行業來說,具有非常重大的意義。
汽車製造行業與維修行業在不斷的發展中遇到了許多實際的問題,而3D列印技術作為一項新興的技術,可以有效地解決汽車製造行業與維修行業所遇到的各類問題。3D列印技術目前已經在汽車零部件的製造與復雜模型的製造和維修零部件與維修工具的製造中有了許多的應用。3D列印技術的應用對於汽車製造業與維修行業的發展有了極大的促進作用,並給整個汽車行業的發展帶來巨大的影響。
(1)列印渦輪葉片的鑄造型芯
(2)列印發動機支架
(3)列印燃料噴嘴
(4)其他3D應用的重大消息
波音公司已經利用3D列印技術製造出300種左右的飛機零部件,同時波音公司正在與霍尼韋爾公司研究利用3D列印技術列印飛機機翼等更大型的產品。在國內,西北工業大學黃衛東教授團隊利用3D列印技術,製造出長達5m的鈦合金機翼前緣,並且通過了中國商用飛機公司的5項測試,其性能略高於此前業界常用的鍛造件;北京航空航天大學王華明教授團隊,針對大型飛機、航空發動機等國家重大戰略項目,經過多年研究,在國際上首次全面突破了鈦合金、超高強度鋼等難加工大型復雜整體關鍵構件激光成形工藝、成套裝備和應用關鍵技術,並已在飛機大型構件生產中研發出五代、10餘型裝備系統,已經接受近10年的工程實際應用考驗,使我國成為迄今唯一掌握大型整體鈦合金關鍵構件激光成形技術並成功實現裝機工程應用的國家。
3D列印技術在列印牙齒、骨骼修復等方面的技術已經比較成熟。同時,3D列印技術在列印細胞、軟組織、器官等方面也有所發展。
(1)在骨骼修復方面的應用
在骨骼修復方面,3D列印技術的應用主要在三方面。
一是利用具有良好的生物力學性能和生物相容性的鈦及其鈦合金材料以及聚醚醚酮(PEEK)等3D列印植入物,在骨缺損、骨腫瘤修復等具有較廣泛的研究和應用;
二是用作骨科手術輔助材料的列印;
三是以可降解生物醫用材料為基體,通過3D列印來構建骨組織工程支架,用於性化骨損傷修復,不同於材料植入物,可生物降解材料可降低排異反應。
(2)在口腔領域的應用
在口腔方面應用的材料主要有合金,生物陶瓷及光敏樹脂等。合金材料主要用選擇性激光熔化成型技術來3D列印製作活動假牙支架、牙釘、烤瓷牙金屬內冠、牙橋內冠、舌側正畸托槽等,用於牙齒的修復。
(3)在矯形外科方面的應用
通過逆向工程來構建缺損部位的結構,再應用3D列印將該缺損部位列印出來,形成個性化植入物,可以很好地將植入物與個體頜面部的結構精準吻合,從而使缺損組織的形態和功能得以恢復及美化。國內首例3D列印鈦合金已經成功應用於頜面部整形。
(4)用於醫學模型設計
利用3D列印技術製作病理器官模型,近年來,3D列印的醫學器官模型已經廣泛應用於臨床實踐和教學中,為臨床的發展注入了新鮮的血液。
利用3D列印的醫學模型能將病理器官及相關組織內部結構的細節形象地顯示出來,使身體內部的結構變得更為直觀明了,用於輔助術前計劃和手術治療分析及臨床教學等。
雖然3D列印技術在醫用領域中的個性化、精準化治療方面表現出了極大的優勢,並且已經在臨床應用中取得了很大的進展,且在這方面的應用與研究受到了越來越多的關注。但由於受到3D列印設備和材料的限制,目前該技術在醫學領域還沒有達到規模化的應用。而隨著研究者對3D列印設備,工藝研究的不斷更新,列印材料的不斷改進,3D列印技術在生物醫用領域的應用將會越來越廣。
(1)國外發展現狀
國外的3D列印技術到現在已發展30多年,「輪廓工藝」列印技術、「D-Shape」工藝、3D混凝土列印技術現在都較為成熟。3D列印在建築領域也日漸成熟,由荷蘭建築師簡加普·魯基森納思設計的「莫比烏斯環屋」就是運用列印而建成的,以及迪拜推出了宏大的3D列印戰略計劃,計劃2025年前25%新建築都均3D列印技術建造。
(2)國內發展現狀
國內起步晚,但在政府的支持下,也已經建立了多個科研中心,推動著我國3D列印技術發展。以同濟大學、清華大學及華中科技大學等科研高校所組成的研究隊也在進行著深入的探索。目前主流的研究隊進行進深入探索。在環境政策上國家對其也給予了大力支持,《中國製造2025》《「十三五」材料領域科技創新專項規劃》和《增材製造產業發展行動計劃(2017-2020年)》等政策先後出台,為我國3D列印材料的發展提供了保障。
(3)3D列印建築案例
a.莫比烏斯環屋
莫比烏斯環屋是以「莫比烏斯環」為原型,利用3D列印技術建造而成的,是世界上第一座由3D列印技術建造而成的房屋。耗時一年半,於2014年年底竣工,建築面積高達10 500ft2。其建造原理是將建築分成一個個6m×9m的塊材,利用超大型3D列印機進行列印,最後進行拼合。
b.蘇州別墅
一棟於2018年建成的位居蘇州的別墅也是採用的3D列印建造技術。歷時三天,僅由三名建造工人就完成了一棟130m2的別墅的全部建造過程。建築材料選用鋼筋、水泥和建築垃圾混合而制,置於3D列印機中,再噴繪而出,層層疊加,完成建築牆體部分建造(見下圖)。建築內部的傢具也多採用3D列印技術列印而成(見下圖)。
在軍事領域,3D列印技術給裝備保障帶來的變化無疑也是革命性的。 在未來信息化戰場上,無論武器裝備處於任何位置,一旦需要更換損毀的零部件,技術保障人員可隨時利用攜帶的3D列印機,直接把所需的部件一個一個地列印出來,裝配起來就可以讓武器裝備重新投入戰場 ,例如:3D列印導彈系統。
這項技術如果在戰場上得到廣泛應用,可以用於 應急維修,保證武器裝備能夠得到及時的維修,以最快速度回到戰場上,保證部隊的作戰能力 。據外媒報道,美國陸軍已經加入擴展3D列印行動,為「增強小型前線作戰基地的可持續作戰能力」,2012年,他們先後向阿富汗戰區部署了兩個移動遠征實驗室,實驗室由一個6m的集裝箱製成,配備有實驗室設備、成型機、3D列印機和其他製造工具,可以將塑料、鋼鐵和鋁等材料列印為戰場急需零部件。
3D列印在食品領域也有成功的應用,做成的鮮肉特別有彈性,而且烹飪後肉質鬆散有嚼頭,絲毫不遜於真正的肉。美國泰爾基金會近日已投資成立了「 鮮肉3D列印 技術公司」,希望能夠為大眾提供安全放心的豬肉產品;德國科技公司Biozoon最近推出了一種叫 「Smoothfood」的3D列印食品 ,為進食困難的老年人帶來福音,這種食品的製作方法是:將食品原料液化並凝結成膠狀物,然後通過3D列印技術製造出各種各樣的食物。這種食物很容易咀嚼和吞咽,很可能成為老人護理行業的革新者;國內福建省藍天農場食品有限公司利用 3D列印技術做出色彩繽紛的個性化餅干 ,受到兒童和年輕女孩的喜愛,市場銷路非常好。
3D列印技術在考古文物領域主要用於 修復已經破損的古文物 。在應用3D列印技術進行文物修復時,需要使用3D掃描儀掃描破損文物,完成數據採集,並處理數據,建立相應的模型之後進行列印美國哈佛大學閃族博物館的兩位研究人員通過3D列印修復了一個3000年前被打碎的 瓷器獅子 ,杭州銘展科技有限公司採用3D列印技術修復的 天龍山石窟的石像 古文物的修復展示了3D列印技術在保存物質文化方面的作用。
3D列印技術在時尚界主要用於製作 個性化的衣服鞋子等時尚品 。目前,3D列印技術主要是應用尼龍蠟ABS聚碳酸酯金屬和陶瓷等粉末材料,採用選擇性激光燒結成型的技術製作衣服和鞋子,如3D時尚涼鞋及背包3D列印技術在時尚界引起轟動。
3D列印技術在日常生活用品中主要用於 製作個性飾品 ,如個性筆筒手機外殼戒指以及各種飾品都可以通過3D列印技術列印出來.
最近,迪士尼的一組研究人員利用3D列印技術在與有機玻璃同樣效果的高透光塑料上,以低廉造價列印出了 L C D屏幕與多種感測器 ,實現了I T應用中的新突破。利用3D列印光導管可以製造出高科技的 國際象棋 ,這些國際象棋的棋子可以偵測並顯示當前位置。3D列印技術必將為智慧生活和智慧城市創造出更多的IT應用。
3D列印技術在製造業主要用於控制大規模生產質量,降低傳統製造業的製作成本,提高速度和精確度。 從3D列印技術造出世界首艘3D列印皮劃艇 ,並且成功下水開,到世界上首輛3D列印汽車Urbee在加拿大亮相,3D列印技術對傳統製造業產生了一種顛覆性的變革。 3D列印技術通過軟體將材料一層層堆積製作出產品,無需對材料切割、鍛打組裝等工序,節約人力資源,提高了產品的生產效率。
康奈爾大學創意機器人實驗室HodLipson提出使用 3D列印技術列印機器人的零部件 ,比如電池電線,甚至微處理器等,列印機不僅可以列印出形狀隨意的機器人,也可以一次性列印而成機器人所有的機械裝置和內部部件,並在列印出來時就完全裝配好,無需組裝過程(如圖所示)列印機還可以列印出如圖所示的僅3克重的輕便型的機器人,該機器人制動翅膀在空中自由飛行可以持續90秒,除了發動機和電池,其他部分都是列印出來的。
在"大眾創業、萬眾創新"的大環境下,開展中學生的創客教育能夠激發學生的創新思維, 三維建模技術、3D列印技術能夠把中學生的設想變為實際模型,從而驗證設想的可行性 。
另外, 結合3D列印技術的醫學高等教育模式 是對傳統模式的創新和發展,提升了學生學習的積極性和效果,未來隨著技術的發展和教學方法的改進,由3D列印技術創建的教學環境將更逼真及個體化,學生將更易理解和掌握相關知識。但仍存在許多挑戰和問題,還需建立全面的倫理體系以保證其合規性。
B. 3d列印全距骨穩定么
穩。3D列印即快速成型技術的一種,又稱增材製造,它是一種以數字模型文件為基礎,運用粉蘆悉末狀金陪顫乎屬或塑料等可粘合材料,通過逐層列印洞褲的方式來構造物體的技術。因此3d列印全距骨穩定,手術後植入的個性化距骨假體與自體的部分距骨能完美融合。
C. 3D生物列印技術是什麼原理如今發展如何
其實3D生物列印的發展從出現至今也只有短短幾十年的歷史納伍。3D列印第一次被應用其實是用於列印一件衣服。到目前為止,3D列印被應用於工藝品,電子產品,醫學製造,軍用品製造等各個領域,用途非常廣泛。3D生物列印是一個非常交叉和融合的學科,它集合了機械、材料、細胞等多種相關領域的技術 ,是一種利用3D增材製造原理,利用生物材料、生長因子、細胞等活性材料,以重建人體組織和器官為目標的跨學科、跨領域的新型再生醫學工程技術。
D. 3d列印機什麼原理
3d列印機原理是什麼?我們一起來看看吧!
3d列印技術原理是裝有金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的「列印材料」,是實實在在的原材料,列印機與電腦連接後,通過電腦控制可以把「列印材料」一層層疊加起來,最終把計算機上的藍圖變成實物。
三維列印的設計過程是:先通過計算機建模軟體建模,再將建成的三維模型「分區」成逐層的截面,即切片,從而指導列印機逐層列印。
設計軟體和打粗含輪印機之間協作的標准文件格式是STL文件格式。一個STL文件使用三角面來近似模擬物體的表面。三角面越小其生成的表面解析度越高。PLY是一種通過掃描產生的三維文件的掃描器,其生成的VRML或者WRL文件經常被用作全彩列印的輸入文件。
3d列印技術在重建物體的幾何形狀和機能上已經獲得了一定的水平,幾乎任何靜態的形狀都可以被列印出來,但是那些運動的物體和它們的清晰度就難以實現了。這個困難對於製造商來說也許是可以解決的,但是3d列印技術想要進入普通家庭,每個人都能隨意列印想要的東西,那麼機器的限制就必須得到解決才行。
3d列印機運用領域
航天領域:在不久前,利用3d列印機成功列印出了航天發動機的重要零部件,與傳統技術想必3d列印機列印出來的產品讓成本縮減30%周期縮短40%,這將岩信是航天領域的新征程。
音樂行業:3d列印機可以創造獨特的藝術,不僅僅為藝術家們列印出藝術節logo還可以作為一個表演項目一邊播放音樂一邊相應列印出音樂作品。
醫療行業:逐層噴灑塑料膠粒在一層粉末基礎之上逐漸成型來製造出骨骼支架,老型這種支架的成分為磷酸鈣還添加鋅一邊增強其強度被植入人體還可以起到支撐骨骼的作用幫助修復患者之前的損傷。
建築行業:在建築行業里建築師們可用3d列印機列印模型,成本低廉快速、環保同時還製作精美省了大量材料。
以上就是小編收集整理出來的,望能夠幫助到大家。
E. 西安一男子胸骨缺失靠3D列印治療,他目前的身體狀況如何
西安一男子胸骨缺失靠3D列印治療,他目前的身體狀況非常好,與健康人無異。
隨著時代的發展,科技對於人們生活的影響越來越大,尤其是在治療疾病方面,科技發揮了巨大的作用。
很多在過去是無葯可救的疾病現在都有了治癒方法,其中3D列印治療就算是一個近段時前弊御間才出現的新科技。
所謂3D列印治療是指利用3D列印技術列印一些人體缺失的器官或者骨頭,從而治療病人。
歡迎關注我,帶你領略社會百態!如果你也喜歡我的文章,歡迎多多評論、點贊、轉發哦!個人原創,僅供參考,嚴禁抄襲,違者必究!
F. 3D列印原理是什麼
3D列印原理是什麼
3D列印即快速成型技術的一種,又稱增材製造,它是一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層列印的方式來構造物體的技術。下鄭拍面我為大家帶來3D列印原理是什麼,希望大家喜歡!
1. 技術原理前慶
3D列印技術與激光成型技術基本上是一樣的。簡單來說,就是通過採用分層加工、迭加成形,逐層增加材料來生成3D實體。稱它為「列印機」的原因是參照了其技術原理,3D列印機的分層加工過程與噴墨列印機十分相似。首先是運用計算機設計出所需零件的三維模型,然後再根據工藝需求,按照一定規律將該模型離散為一系列有序的單位,通常在Z向將其按照一定的厚度進行離散,把原來的三維CAD模型變成一系列的層片;然後再根據每個層片的輪廓信息,輸入加工參數,然後系統後自動生成數控代碼;最後由成型一系列層片並自動將它們連接起來,最後得到一個三維物理實體。
2. 優點
一、最直接的好處就是節省材料,不用剔除邊角料,提高材料利用率,通過摒棄生產線而降低了成本;
二、能做到很高的精度和復雜程度,除了可以表現出外形曲線上的設計;
三、不再需要傳統的刀具、夾具和機床或任何模具,就能直接從計算機圖形數據中生成任何形狀的零件;
四、它可以自動、快速、直接和精確地將計算機中的設計轉化為模型,甚至直接製造零件或模具,從而有效的縮短產品研發周期;
五、3D列印能在數小時內成形.它讓設計人員和開發人員實現了從平面圖到實體的飛躍;
六、它能列印出組裝好的產品,因此它大大降低了組裝成本。它甚至可以挑戰大規模生產方式。
3. 缺點
任何一個產品都應該具有功能性,而如今由於受材料等因素限制,通過3D列印製造出來的產品在實用性上要打一個問號。
①強度問題:房子、車子固然能「列印」出來,但是否能抵擋得住風雨,是否能在路上順利跑起來,仍是一個必須面對的問題;
②精度問題:由於分層製造存在「台階效應」,每個層次雖然很薄,但在一定微觀尺度下,仍會形成具有一定厚度的一級級「台階」,如果需要製造的對象喊悔羨表面是圓弧形,那麼就會造成精度上的偏差;
③材料的局限性:目前供3D列印機使用的材料非常有限,無外乎石膏、無機粉料、光敏樹脂、塑料等,能夠應用於3D列印的材料還非常單一,以塑料為主,並且列印機對單一材料也非常挑剔。
4.3D列印技術在高分子材料中的應用
1. 高分子原材料的種類
作為3D列印的重要環節,材料方面也是起到舉足輕重的作用的,目前常用的3D列印高分子材料有聚醯胺、聚酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯和ABS等。在光固化立體印刷中的齊聚物的種類繁多,其中應用較多的主要包括如聚氨酯丙烯酸樹脂、環氧丙烯酸樹脂、聚丙烯酸樹脂以及氨基丙烯酸樹脂。
2. 常見應用工藝
目前應用較多的3D列印高分子材料技術主要包括光固化立體印刷(SLA)、熔融沉積成型( FDM)、選擇性激光燒結(SLS)等。
5.光固化立體印刷
光固化3D列印(SLA)工作原理與噴墨列印類似,在數字信號的控制下,噴嘴工作腔內的液體光敏樹脂在瞬間形成液滴,在壓力作用下噴嘴噴出到指定的位置,然後通過紫外光對光敏樹脂固化,固化後逐層堆積,得到成形零件。成形過程如下:首先根據零件截面的形狀,控制列印噴頭沿X、Y軸運動,在既定截面的相關實體區域列印實體材料,在支撐區域列印支撐材料,並在紫外光的照射下進行固化,然後列印平台沿Z軸下降一定高度,噴頭接著列印固化下一層,如此逐層列印固化直至工件的完成,最後除去工件中的支撐材料即可獲得所需的工件。
光固化3D列印材料由光固化實體材料與支撐材料組成,其中支撐材料根據其固化方式不同又可分為相變蠟支撐材料和光固化支撐材料。光固化支撐材料通常俗稱光敏樹脂,主要由齊聚物、反應性稀釋劑(活性單體)、光引發劑以及其它助劑組成。國外由於起步較早,並且3D列印機能夠為光敏樹脂的研究提供實驗器材的支持,因而國外在3D列印光敏樹脂做的較為成熟。目前國外做的最好的就是以色列OBJET公司以及美國的3DSystems公司,這兩個公司占據了絕大部分3D列印光敏樹脂的市場。但是這些公司把光敏樹脂作為核心技術,成果很少對外公布,並且將這些光敏樹脂與其生產的光固化3D列印機捆綁銷售。
6. 光固化3D列印原理圖
光固化立體印刷制備生物可降解支架材料的高分子原料包括光敏分子修飾的聚富馬酸二羥丙酯(PPF)聚(D,L-丙交酯)(PLA)聚( -己內酯)(PCL)、聚碳酸酯、以及蛋白質多糖等天然高分子. 為了降低液態樹脂原料的黏度,還需要加入小分子的溶劑或稀釋劑,常用的如可參與光聚合反應的富馬酸二乙酯(DEF)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP),以及不參與聚合反應的乳酸乙酯,該技術獲得的3D成型材料具有可調控的孔尺寸孔隙率貫通性和孔分布。
7.熔融沉積成型
熔融沉積成型( FDM) 是採用熱熔噴頭,使得熔融狀態的材料按計算機控制的路徑擠出沉積,並凝固成型,經過逐層沉積凝固,最後除去支撐材料,得到所需的`三維產品(圖2 )。FDM技所使用的原料通常為熱縮性高分子,包括ABS、聚醯胺、聚酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯等.該技特點是成型產品精度高表面質量好成型機結構簡單無環境污染等,但是其缺點是操作溫度較高。
近年來,利用FDM技術制備生物醫用高分子材料也受到越來越多的重視,尤其是以脂肪族聚酯為原料制備生物可降解支架材料,取得了相當多的進展。材料的性質受到壓力梯度熔體流速溫度梯度等影響,聚酯與無機粒子的復合物也能用於熔融沉積成型制備3D支架材料。
8.選擇性激光燒結
選擇性激光燒結(SLS)是採用激光束按照計算機指定路徑掃描,使工作台上的粉末原料熔融粘結固化。當一層掃描完畢,移動工作台,使固化層表面鋪上新的粉末原料,經過逐層掃描粘結,獲得三維材料。與SLA技術通過紫外光逐層引發液態樹脂原料發生聚合或交聯反應不同,SLS技是通過激光產生高溫使粉末原料表面熔融相互粘結來形成三維材料。SLS技術常用的原料包塑料陶瓷金屬粉末等。其優點是加工速度快,無需使用支撐材料,但缺點是成型產品表面較糙,需後處理,加工過程中會產生粉塵和有毒氣體,而且持續高溫可能造成高分子材料的降解,及生物活性分子的變形或細胞的凋亡,該技術不能用於制備水凝膠支架。以生物可降解高分子為原料,利用SLS技術,也是制備外部形態和內部結構可控3D醫用高分子材料的有效途徑。對支架性能產生影響的主要參數包括顆粒尺寸激光能量激光掃描速率部分床層溫度等。
9.3D列印技術高分子材料的應用行業介紹
(1)機械製造:3D列印技術製造飛機零件、自行車、步槍、賽車零件等。
(2)醫療行業:在醫學領域,藉助3D列印製作假牙,股骨頭、膝蓋等骨關節技術應用也非常廣,技術越來越成熟。
(3)建築行業:工程師和設計師們已經接受了用3D列印機列印的建築模型,這種方法快速、成本低、環保,同時製作精美,完全合乎設計者的要求。同時又能節省大量材料。
(4)汽車製造行業:用3D列印技術為汽車公司製造自動變速箱的殼體。汽車公司會對變速箱進行各種極端狀況下的測試,其中一些零件就是用3D列印方法做的。定型了以後,再開模具,然後按照傳統製造方法批量生產.這樣成本就會大大降低。
3D列印技術代表製造業發展新趨勢,它和其他一些數字化生產模式的涌現將推動實現第三次工業革命。可以充分應用高分子材料的成型技術中,制備復雜的一體化高分子材料器件,高分子醫用行業將成為3D列印技術帶來發展機遇,同時高分子材料將為3D列印技術提供輕質、高強、耐腐蝕的特點。
10.限制因素
10.1.材料的限制
3D列印胚胎幹細胞雖然高端工業印刷可以實現塑料、某些金屬或者陶瓷列印, 但無法實現列印的材料都是比較昂貴和稀缺的。另外,列印機也還沒有達到成熟的水平,無法支持日常生活中所接觸到的各種各樣的材料。
研究者們在多材料列印上已經取得了一定的進展,但除非這些進展達到成熟並有效,否則材料依然會是3D列印的一大障礙。
10.2.機器的限制
3D列印技術在重建物體的幾何形狀和機能上已經獲得了一定的水平,幾乎任何靜態的形狀都可以被列印出來,但是那些運動的物體和它們的清晰度就難以實現了。這個困難對於製造商來說也許是可以解決的,但是3D列印技術想要進入普通家庭,每個人都能隨意列印想要的東西,那麼機器的限制就必須得到解決才行。
10.3.知識產權的憂慮
在過去的幾十年裡,音樂、電影和電視產業中對知識產權的關注變得越來越多。3D列印技術也會涉及到這一問題,因為現實中的很多東西都會得到更 加廣泛的傳播。人們可以隨意復制任何東西,並且數量不限。如何制定3D列印的法律法規用來保護知識產權,也是我們面臨的問題之一,否則就會出現泛濫的現象。
10.4.道德的挑戰
3D列印槍械[14]道德是底線。什麼樣的東西會違反道德規律是很難界定的,如果有人列印出生物器官和活體組織,在不久的將來會遇到極大的道德挑戰。
10.5.花費的承擔
3D列印技術需要承擔的花費是高昂的。第一台3D列印機的售價為1萬5。如果想要普及到大眾,降價是必須的,但又會與成本形成沖突。
每一種新技術誕生初期都會面臨著這些類似的障礙,但相信找到合理的解決方案3D列印技術的發展將會更加迅速,就如同任何渲染軟體一樣,不斷地更新才能達到最終的完善。
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