生活中的3D打印應(yīng)用越來越多，早晚會隨處可見

來源：暢的新材料科技

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不規(guī)則的盒子，晶瑩剔透的表層充滿了科技的味道。

2019年1月12日，一座長26.3米、寬度3.6米的拱橋在上�？破展珗@落成，這座看似普通的橋，其實擁有很高的技術(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部件，并運用現(xiàn)代施工技術(shù)拼裝完成的。

首座3D打印橋

今年兩會期間，全國人大代表、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，他就拿出幾塊骨關(guān)節(jié)，不厭其煩地向記者、與會代表們講述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)，運用粉末狀的金屬、塑料、石膏、樹脂、尼龍以及食品材料等可粘合材料，通過逐層打印以構(gòu)造實物的一種技術(shù)。

通過3D打印技術(shù)獲得一件實物需要經(jīng)過4個階段：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

相對于傳統(tǒng)機(jī)械加工“減材制造”技術(shù)而言，3D 打印技術(shù)也稱為“增材制造技術(shù)”，基于離散，堆積原理通過材料的逐漸積累來實現(xiàn)制造，具有眾多優(yōu)勢。

3D打印使制造走向5個“任意”：任意材料、任意形狀、任意批量、任意領(lǐng)域、任意工作場地。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3個月，關(guān)鍵時刻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

3D掃描和3D打印技術(shù)助9歲女孩獲得新耳朵

圖片來源：3D打印網(wǎng)

使用3D打印機(jī)再生心臟肌肉組織

圖片來源：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)射中心用長征4號丙火箭將高分五號衛(wèi)星成功送入預(yù)定軌道，此次任務(wù)中，多個3D打印裝備器件得到成功運用。

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陣結(jié)構(gòu)

羅爾斯·羅伊斯通過3D打印部件推進(jìn)發(fā)動機(jī)測試、空中客車直升機(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 。

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美觀，并且美味可口，與手工制作的食物似乎并無差別。

3D打印蛋糕

3D打印美食

圖片來源：3D造

目前，人們對3D打印食品的看法仍各不相同 ，有的對它嗤之以鼻，認(rèn)為它只是個噱頭;有的則認(rèn)為它很有趣，并且能創(chuàng)造出新的價值。但無論如何，這個行業(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、時效快、環(huán)保而且節(jié)省大量材料。

45天3D現(xiàn)場打印出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打印建筑幾乎沒有原料浪費，工業(yè)垃圾少，從而降低工程總造價。

3D整體/現(xiàn)場打印流程

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)鐵器時代的珠寶

3D打印重現(xiàn)2800年前文物，讓歷史專家難辨別真假

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

汽車領(lǐng)域的應(yīng)用

2014年，世界首款3D打印汽車終成現(xiàn)實。這輛汽車“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，全車只使用了40個零件，且依靠電動能源，充一次電花費3.5小時，可以行駛大約100公里。

圖片來源：人民網(wǎng)-國際頻道

第一款大規(guī)模生產(chǎn)的3D打印電動汽車

隨著新車型更新?lián)Q代加快和智能化、綠色化制造的要求，3D打印技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用不斷加快。

其他領(lǐng)域的應(yīng)用

3D打印服裝

3D打印的 Nike Zoom Vaporfly Elite Flyprint 全新科技跑鞋

3D打印高跟鞋

影視行業(yè)中的應(yīng)用-《碟中諜6》中仿真面具

3D打印陶瓷

飛利浦公司3D打印剃須刀

約翰霍普金斯為美國空軍研發(fā)可潛水3D打印無人機(jī)

3D打印的Endur筆筒

3D打印奧斯卡“小金人”

3D打印散熱器風(fēng)扇和耳塞套

美國科學(xué)家用石墨烯3D打印出超輕超薄的超級電容

3D打印所涉及的部分制造業(yè)領(lǐng)域

結(jié)語

3D 打印以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、個性化、定制化為特點，通過網(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，顛覆了傳統(tǒng)的生產(chǎn)時間和地點不易改變得觀念，也顛覆了傳統(tǒng)的供應(yīng)鏈、分銷網(wǎng)的部署格局，可以實現(xiàn)真正的云制造。3D 打印被認(rèn)為是推動第3次工業(yè)革命的核心技術(shù)，盡管目前仍存在一些問題，但是被各國作為戰(zhàn)略化新興產(chǎn)業(yè)大力發(fā)展的趨勢已不可阻擋。3D 打印，未來可期。