物联网
4D打印应用让3D打印更上一层楼(图+视频)
2014-03-04 22:57
  王伟手里拿着个小人偶,高度只比手边的iPhone5大点儿有限,颜色也很单调,很像个没着色的小蜡像。不过细看小人偶的眉眼,倒是与照片上的真人一般并无二致,一点不输杜莎夫人蜡像馆里那些常被游客疑为真人的明星蜡像。

  “不光眉眼一样,身条儿也和真人完全一样。”王伟边玩弄人偶,边得意地炫耀。

  王伟最近逢人就爱显摆他这小人偶:“这是哥们亲手用3D打印机打印出来的哦,和真人分毫不差!”

  王伟用的那台3D打印机,大小和外观都和家里的微波炉差不多,所用的打印材料就是一卷和面条样子差不多的ABS工程塑料,打印出的人偶自然也就和刚煮出来的白面条颜色差不了多少。

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  现在,一台和机床相仿的工业级专业3D打印机,所有的东西都算进去,包括材料、打印机本身、软件、所有的配件加在一块儿,大概价值人民币数百万元。与这样的3D打印机相比,王伟用的这种小型化的个人3D打印机,在一家购物网站上一下能搜到五六个品牌,十几种机型,最贵的卖35999元,最便宜的13999元。据说有种国产3D打印机马上也要上架了,价格会定在一万元以内。

  有了这些便宜的个人3D打印机,现在一些发烧级玩家已开始自己在家设计打印3D玩偶了,一些还开起了3D打印店,推销自己设计制作的3D作品。个人市场的兴起,也让原先注重专业市场的大品牌开始关注个人市场。占据专业市场55%市场份额的Stratasys,去年进行了针对个人市场的并购。

  “之前我们在这个领域并没有相应的3D打印机,后来发现这块市场增长非常快,赶紧并购进入个人市场。你不能不去参与增长这么快速的市场。”Stratasys的亚太与日本区总经理乔纳森·嘉格隆说。

  与以前相比,现在Stratasys在3D打印机个人市场已经占据了63%的市场,针对个人的3D打印机有的机型售价不到5000美元。

  “现在,你可以直接上网,里面有非常易用的3D打印软件,想打个iPhone手机壳,在壳上写上自己的名字或者改变一下颜色,在家里就可以打印出来。”乔纳森·嘉格隆说,“网上有成百上千的3D打印文件给大家下载,每个月的下载量有一百多万次。你不会自己设计没关系,可以用网上下载的内容来进行3D打印。”

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  孩子长啥样,打印告诉你

  对于3D打印,老索一点都不了解,他是个吉普迷,在越野圈里小有名气,这些日子一直忙着要把自己那辆曾“南征北战”的99款大切诺基越野车卖掉换新车。

  “这车2005年停产的,按照汽车业界一般量产车停产后配件保十年供应的老规矩,再过些时候,恐怕这车找配件有些麻烦了。”老去野地里“豁车”的老索,喜欢自己动手鼓捣车换零件。

  精于3D打印的乔纳森·嘉格隆对越野不太了解,不过对汽车领域却有研究。“在未来,如果3D打印真正广泛应用到制造领域,库存的概念就不同了,你可以打印库存。以一个汽车生产厂商为例,可能生产一辆汽车要10到15台的机器,在生产线上走着不同的零部件。如果一个零部件中断了,可能汽车的组装就要中断。”乔纳森·嘉格隆说,“未来用3D打印,你发现这个部件短缺了,你不用等很长的时间从库存调,你可以打印出几百个部件都没有问题,这也是概念的转变。”

  如果乔纳森·嘉格隆预言成真,估计以后老索不用再换车了,所有零件的3D图纸都在电脑里存着,想用哪件直接打印就行了。

  和老索这样的玩车人相比,另一群玩车族可能要先享受3D打印带来的乐趣了。

  在自行车爱好者眼中,Trek就是自行车里的奔驰、宝马。作为山地车的鼻祖,Trek在自行车领域有着众多的发明创造。

  乔纳森·嘉格隆来北京带来的全球第一台彩色多材料3D打印机,这次不仅打印出了多彩的自行车头盔、人体工程学车座,还有一个漂亮的骑行护目镜—坚韧的明黄色镜框、黑色的护衬以及透明的黄镜片,各部分材料是完全不一样的,但这些都是3D打印机一次打印出来的,完全不用组装。从3D打印机里你可以直接拿出一个完整的护目镜。

  现在,Trek还在用这种3D打印机测试和评估自行车护链板和把套等配件。“3D打印机改变了Trek自行车的制造方式。”Trek开发团队经理麦克·赛泽尔说。

  给新婚夫妇3D打印新郎、新娘模型做礼物已经不稀奇,“有人把3D打印和CT扫描结合到一起,为孕妇做扫描,然后将扫描之后的结果进行3D打印。”乔纳森·嘉格隆说,“你可以在孩子出生之前,就看到他长什么样。”4D新应用,物体会变形

  一年前,麻省理工学院的研究人员斯凯拉·蒂比茨展示了一项新的应用,在3D打印的基础上,增加了第四个维度—时间。

  用它打印出来的立方体会在你眼前自我折叠;一条打印出来的管道可以在水中按照需要在特定的时间点自我变形。这就是正在研究中的4D打印。

  “4D打印是什么概念呢?3D打印随着时间来发生变化,第四个维度就是时间。麻省理工学院利用多材料打印做的一些研究,就是4D打印。”Stratasys亚太及日本销售总监奥马尔·克雷格说,“复杂的几何图形、几何结构是由不同的材质构成的。这些不同的材料在水中的行为和产生的反应是不一样的,有的在水中会扩张,有的会紧缩。”也就是说,新的4D应用让3D打印出的物体,能够随着时间自动变化和调整。

 

 

 

  与3D打印技术相比,4D打印更为智能,物料可自行改变,简化了打印过程,但对打印材料提出了更高要求,涉及到特殊材料的应用。这些特殊材料在感知到运动状态,或是暴露于水、空气、重力场、磁场,或感知到温度改变时,会改变自身的形状。这些材料的研究目前依然处于探索阶段。

  尽管如此,“4D打印依然是未来的一个方向。”乔纳森·嘉格隆说。

  研发人员坚信,4D打印技术终将对生物科学、材料科学、软件、机器人、制造业,以及运输、基础设施建设,甚至太空探索等各个领域都带来革命性的变化。

  “在未来有可能会突破这样一个界限,你拿到的一个材质完全是平板的。你拿回家把它放在水中,有的膨胀,有的紧缩,最后就变成一个立体的椅子。”

 
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