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  食品行业 食品行业是 3D 印发展方向之一,例如:近日,在正在举办的 SXSW 音乐盛典 上(SXSW 是英文 South By Southwest(西南边的南边,这是德州的地理位置)的简写。 这是一个每年都在美国德克萨斯州(Texas)举办的可能是世界上规模最大的音乐盛典), 奥利奥公司就推出了一台 3D 打印饼干自动售货机,能让参加 SXSW 的观众和表演 者打印出各种定制口味的奥利奥饼干。通过一块触控屏来选择喜欢的口味,而在 选择完毕之后,自动售货机便会按照用户的意愿制造出一块定制口味的饼干。此 外,用户不仅可以选择饼干的种类,而且还可以尝试混合口味的夹心奶油,自动 售货机可以将两种不同口味的奶油通过螺旋的方式混合到一起,从而带来更好的 口感。 例:在今年 2 月 2 日和 9 日举办的“赠送超高档肖像巧克力”体验活动上 (东京涩谷“FabCafe”与 KsDesignLab 联合主办),参与者首先扫描自己的 相貌,获得 3D 数据,然后利用 3D 打印机制作原型把原型转印到硅胶模后,只 需注入巧克力待其凝固,即可得到酷似自己长相的巧克力,参加的近 20 位女性 都是从未接触过 3D 打印机的普通消费者。通过 3D 打印机,以前无法想象的服 务也可以提供给一般消费者。 文物保护 3D 打印技术多用于艺术创作、文物复制、数字雕塑等。今年 2 月 2 日~3 月 17 日举办的“惊天博物馆藏品展——好奇心穿越时空、跨越世界” (明治大学博物馆、南山大学人类学博物馆、名古屋市博物馆联合 策划)展出了埼玉县砂川遗迹出土的旧石器时代石器(日本国家指 定重要文化财产)。主办单位利用 3D 打印机制作了石器的复制品, 提供给观展者提供了亲手触摸。考古学、文化财产等领域同样是 3D 打印机活跃的舞台。 医疗行业 在医学领域的应用近几年来,人们对 3D 打印技术在医学领域的应用研究较多。以医 学影像数据为基础,利用 3D 打印技术制作人体器官模型,对外科手术有极大的应用价 值。给病人家属或者医学院学生讲解病情机理的时候将会变得更加具体。3D 打 印模型可以 1:1 比例复制身体结构,在给患者和家属讲述病情时,可以更直 观,提升沟通的有效性,避免误会的产生。另外,还能让手术医生在模型上进 行术前演练,提高手术技巧。 例:天津港“8·12”爆炸伤员骨盆严重骨折,就是先按照一比一比例实施了 先进的 3D 打印,复原了整体的骨盆,制定了周密的手术方案,最后成功完成 了髋臼后壁重建手术。 例 2:日前,北京大学研究团队成功地 12 岁男孩明浩身上植入了 3D 打印脊椎,这属全球首例。据了解,这位小男孩的脊椎在一次足球 受伤之后长出了一颗恶性肿瘤。为了阻止癌细胞的扩展,医生不得 不选择移除掉肿瘤所在的脊椎。不过这次的手术比较特殊的是,医 生并未采用传统的脊椎移植手术,而是尝试先进的 3D 打印技术。 列 3:据香港《新报》报道,广东揭阳市一名 27 岁李姓女子,不幸 患上入侵性巨大肩胛骨肿瘤,如不根治,恐要截肢。 深圳市第二人 民医院近日首次成功利用 3D 打印技术,精确制出钛合金肩胛骨假体, 切除肿瘤后再将假体植入,让李女成为深圳第一名“铁肩女”。 据 悉,这次手术医疗花费约 10 万元人民币,李女本月初接受手术后, 一、两天便可出院,预计半年后可完全恢复正常生活。 建筑设计 建筑模型的传统制作方式,渐渐无法满足高端设计项目的要求。全数字还原不失真的 立体展示和风洞及相关测试的标准,现如今众多设计机构的大型设施或场馆都利用 3D 打印技术先期构建精确建筑模型来进行效果展示与相关测试,3D 打印技术所发挥的优 势和无可比拟的逼真效果为设计师所认同。 例 1:2012 年 1 月,美国航天局(NASA)出资与美国南加州大学合作,最 新研发出的“轮廓工艺”3D 打印技术,“倾倒混凝土层在机器人铲子平整硬化 混凝土的任何所需角度。其他的机器人功能将安装水管、电线、和其他设施的 建筑建造”,BehrokhKhosnevis 还表示,每隔 20 秒他就可以建立一个平方英 尺的墙。24 小时内就可以印出大约 232 平方米的两层楼房,并且单位面积的承 重能力也是标准混凝土的三倍。 例 2:2013 年 1 月,荷兰设计师 JanjaapRuijssenaars 计划采用 3D 打印技 术建造的房屋将在 2014 年建成。这座仿莫比乌斯环的 3D 打印房屋,力求“完 成人力建造办不到的事”。 例 3:2013 年 1 月,欧洲航天局已着手同建筑公司 Forster+Parterners 联 手研发在月球打印一座空间站的项目。计划利用月球现成的土壤及其他材料通 过 3D 打印技术将其制成建筑材料,进而完成空间站的建设。 例 4:2013 年 2 月,英国设计师 Softkill Design 正着手使用 3D 打印技术 建造大批量民用住房。这些房屋以骨骼架构为原型,以纤维尼龙为结构——制 作所有的部件需要三个星期,组装起来则只需要一天。 例 5:2013 年 7 月,中国 3D 打印创新中心正式启动,计划选择 10 个工业 城市集中建设 3D 打印技术产业创新中心。预计三年左右,国内 3D 打印产值可 能达到百亿元。3D 打印颠覆认知,改变建筑。 制造业 例如玩具制作等传统的模具制造领域,往往模具生产时间长,成本高。将 3D 打 印技术与传统的模具制造技术相结合,可以大大缩短模具制造的开发周期,提 高生产率,是解决模具设计与制造薄弱环节的有效途径。3D 打印技术在模具制 造方面的应用可分为直接制模和间接制模两种,直接制模是指采用 3D 打印技术 直接堆积制造出模具,间接制模是先制出快速成型零件,再由零件复制得到所 需要的模具。 航空航天 航空航天设备设备制造是 3D 打印最具前景的应用领域之一。 对比传统制造方式,3D 打印在航空航天装备制造方面优势颇多。首先,航空航天装备 关键零部件的外形和内部结构通常较为复杂,铸造、锻造等传统制造工艺难以精准加 工,而 3D 打印的加工过程则不受零件复杂程度所限;其次,航空航天装备对材料的性 能和成分要求十分严苛,3D 打印技术可以轻松地加工高熔点、高硬度的高温合金、钛 合金等难加工材料,且 3D 打印加工过程中对材料的利用相对充分,可以显著降低制造 成本;再次,3D 打印成型后的近件已十分接近成品要求,不需或仅需少量后续加工, 可有效缩短零部件生产周期,满足航空航天产品的快速响应需求。 此外,在航空航天领域,重大装备造价昂贵,如果使用过程中出现零部件损坏或 零件尺寸不合要求等问题,将造成很大经济损失。此时,利用 3D 打印技术修复零部件 破损部分,使整体装备快速投入使用,是不错的选择。 近期,国内外在此领域的研究屡有突破。国内方面,中国航天科技集团公司与上 海航天技术研究院联合研制出一款多激光 3D 打印机,目前已成功打印出卫星星载设备 的光学镜片支架、飞机研制过程中用到的叶轮等构件。这些构件有的形状极其不规则, 有的微小而复杂,如果采取传统加工技术,不仅造价昂贵、废品率高,甚至难以加工 生产。而这台 3D 打印机很快就能打印出来。国外方面,美国航空航天和军火承包商 Aerojet Rocketdyne 日前成功完成 MPS-120 CubeSat(MPS-120)高冲击可适应模块推 进系统的点火试验,这意味着 3D 打印的肼集成推进系统将可为微型 CubeSat 卫星提供 动力。 相比之下,国外 3D 打印技术在该领域的应用较国内更为成熟,但毋庸置疑,航空 航天产业对 3D 打印技术的提振作用却是放之四海而皆准的。

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