近日,一家名叫盈创科技的建筑科技公司宣布,将在上海青浦区建设全球最大的3D打印建筑群。这个建筑群由7幢五层楼组成,预计将在一年内建成,建设全程将只使用9名工人和3台机器(3D打印机、吊机和挖机)。
3D打印的相关新闻时常出现在我们眼前,实属网红科技。曾被认为是引领第三次工业革命的技术,也遭受过泡沫化的质疑,现在仍然有许多3D打印创业者在尝试着将不能可能变为可能。
3D打印30年
3D打印也叫增材制造,是快速成型技术的一种,基本原理是通过逐层打印、叠加来构造物体。上世纪80年代,美国科学家开发了第一台商业3D印刷机。在短短30多年间,3D打印已经分化出很多不同的技术。
熔融堆积成型(Fused deposition modeling,FDM)技术将各种热熔性的丝状材料加热熔化再成形。FDM是在公众中最早普及的3D打印技术,不需要激光器,相对来说简单易用,因而受到很多个人爱好者和设计师的喜爱。立体光固化(Stereo Lithography Apparatus,SLA)技术使用液态光敏树脂材料,激光聚焦后在液面上按计算机指令逐点扫描聚合,由点到面完成一层特定的形状和图像,然后层层叠加形成整个三维物件,可以表现准确和平滑的表面,在工业设备上应用广泛。选择性激光烧结(Selective Laser Sintering,SLS)技术用激光照射材料粉末,将其中的特殊添加材料融化后起到粘结的作用,使粉末结合成型。此外还有选择性激光熔融(Selective Laser Melting,SLM)、数字光处理(Digital Light Processing,DLP)等很多种技术类型。
上世纪90年代,清华大学颜永年教授赴美访问,中国研究人员第一次接触到3D打印技术,他被称为“中国3D打印第一人”。随后,中国院校也开始了3D打印技术的开发研究。
我国从2013年开始,对3D打印的支持逐步加强。比如,工信部等多个部门联合研究制定了《国家增材制造产业发展推进计划(2015-2016年)》《增材制造产业发展行动计划(2017-2020年)》。第二份计划中明确提出,到2020年,我国增材制造产业年销售收入超过200亿元,年均增速在30%以上,关键核心技术达到国际同步发展水平,工艺装备基本满足行业应用需求,生态体系建设显著完善,在部分领域实现规模化应用,国际发展能力明显提升。《中国制造2025》同样肯定了3D打印在智能制造中的重要作用。
3D打印在软性材料上也有发挥。比如,近日有研究者通过普渡大学的技术商业化办公室研发了一种3D打印软性机器人。研究者用一种定制算法将生物启发模型转换成3D架构软性机器人模型,打印出来的软性机器人配上微型马达可以模仿人类动作。
3D打印也引起了时髦女孩的注意。在今年的米兰设计周上,毕业于耶路撒冷比撒列艺术与设计学院时装设计专业的加尼特•戈尔茨坦(Ganit Goldstein)在3D打印巨头公司Stratasys的支持下,推出了一系列3D打印单品,包含7件结合了施华洛世奇水晶的珠宝和两双3D打印鞋。此前,她还曾有3D打印机开发编织工艺。