3D打印將如何重建現(xiàn)實(shí)?
當(dāng)“星際迷航”在60年代中期推出，大家geeked食品合成。即使是我的媽媽，一個(gè)不情愿的，但強(qiáng)制迷航觀眾，確認(rèn)這個(gè)驚人的小工具的效用，特別是與兩個(gè)貪婪的男生周圍的房子。我哥哥和我知道，當(dāng)然，真正的魔力食品盒是冰箱。
多年以后，我是不是唯一一個(gè)渴望復(fù)制“星際迷航：下一代為我的家庭作坊。 TNG的后續(xù)'通用構(gòu)建盒子“的觀念，加大了賭注伯爵茶一杯熱騰騰的方式超越。我們會(huì)在家里做的事情清單不已：孩子，更換棒球棒，球和窗玻璃，游戲控制器和手持電子設(shè)備。我會(huì)去更換汽車零部件，維修損壞的電器和家具，以及源源不絕的消耗品，如汽油，衛(wèi)生紙，貓砂，不可避免的是，一對(duì)夫婦的冷嚴(yán)禁syntheholic的啤酒之后。我注意到在傳遞，星艦協(xié)議禁止復(fù)制武器的平民。
機(jī)運(yùn)動(dòng)最近興起的和便宜的來臨，更容易，使用3D打印技術(shù)，一個(gè)家庭的設(shè)備，可以制造功能對(duì)象似乎正在現(xiàn)實(shí)的科幻概念。但是，對(duì)于那些親眼目睹該技術(shù)的誕生和成長(zhǎng)，它一直是一個(gè)令人驚訝的漫長(zhǎng)而曲折的道路，最近達(dá)到一個(gè)重要的，但大多是被忽視的里程碑。對(duì)于我來說，這一切都開始與星際迷航“和銀色沖浪者。
一個(gè)3D對(duì)象，叫Quin.MGX公司在比利時(shí)Materialise公司的先驅(qū)，在這個(gè)過程中看到。 REUTERS /伊夫·赫爾曼
某種普遍關(guān)注的裝配可能實(shí)際工作究竟如何復(fù)制者想必仍不清楚。第一次是在1969年，我看到了一個(gè)版本的概念，提供了一個(gè)制造機(jī)器如何操作一無所知。這是在經(jīng)典的Marvel漫畫書，銀色沖浪者的＃1，當(dāng)我們的超級(jí)英雄，和Norrin RADD，七嘴八舌建立一個(gè)飛船，這樣他就可以飛出去的Galactus對(duì)抗，否則會(huì)消耗超是他的homeworld。 在我們的眼前！“
揮舞能量束的概念，建立一個(gè)火箭在自己的實(shí)驗(yàn)室工作，如薄荷一邊跑業(yè)務(wù)的人誰(shuí)在小學(xué)的處理（值得信賴的朋友）三個(gè)階段的火箭彈藥，爆炸，我會(huì)制作從筆記本紙，透明膠帶，火柴盒和蘇打水吸管（但那是另一個(gè)故事...）在家的秘密。
十年半之后，當(dāng)我第一次作為一門科學(xué)，技術(shù)作家/編輯工作，是很自然的，我成為新的制造驚嘆的3D印刷技術(shù)迷住了。觀看3D系統(tǒng)的開創(chuàng)性的SLA光固化系統(tǒng)，尤其令人印象深刻。移動(dòng)激光束室光固化液體聚合物：“神圣的狗屎建部分，它的銀色沖浪者的制造者！”
加法和減法
其中的出版物，我的工作涵蓋了機(jī)床工業(yè)，建大，功能強(qiáng)大的銑床，鉆等等。切掉這些設(shè)備材料消減時(shí)尚的空白，留下所需的對(duì)象，就像一個(gè)雕塑家確實(shí)。相比之下，內(nèi)置新添加劑3D機(jī)從底部的目標(biāo)對(duì)象層，就像一個(gè)瓦工。這兩種技術(shù)依賴于相同的精度X，Y，Z機(jī)階段準(zhǔn)確定位刀具或工件在三維體積。
在幾乎所有這些和今天的“轉(zhuǎn)動(dòng)位過程成原子”涉及利用CAD / CAM軟件來創(chuàng)建一個(gè)三維數(shù)字化設(shè)計(jì)，是然后切斷成兩維“切片”的，猶如虛擬對(duì)象被運(yùn)行的第一步通過廚房的雞蛋切片。所得到的疊層的橫截面是一個(gè)由下一個(gè)饋到打印機(jī)單元的數(shù)據(jù)，指示激光或分配器頭遵循一個(gè)刀具路徑產(chǎn)生的物理對(duì)象的那層。一般來說，幾乎所有的3D打印機(jī)首先沉積一層薄薄??的材料金屬或聚合物粉末或塑料GOOP，像牙膏，然后鞏固圖案層由層用激光或其他方式擠壓。在時(shí)間的過程中，產(chǎn)生一個(gè)接近完成的對(duì)象。
發(fā)布到創(chuàng)作工具的Flickr頁(yè)面，這種模式星球大戰(zhàn)“尤達(dá)與Fabbster，一個(gè)3D打印機(jī)可以在Amazon.com上購(gòu)買$ 1800以套件形式，或$ 3000預(yù)裝配。
只是一個(gè)時(shí)間問題
初始用戶的技術(shù)，主要是產(chǎn)品設(shè)計(jì)師和工程師，可以修改，調(diào)整和迭代他們未完成的設(shè)計(jì)，容易和便宜使用“快速原型”模型，這個(gè)過程，大大提高了設(shè)計(jì)能力和工程生產(chǎn)力。從一開始，新工廠技術(shù)暗示，它可能會(huì)帶來潛在的革命性的變化，在全球生產(chǎn)實(shí)踐提供一個(gè)可能的模式轉(zhuǎn)變?yōu)榛镜纳a(chǎn)，可能只是把傳統(tǒng)的供應(yīng)列車在他們頭上。從我們的角度來看，這似乎是一個(gè)給定的，在某些時(shí)候，幾乎每個(gè)人都已經(jīng)準(zhǔn)備好訪問功能的金屬和塑料的對(duì)象更換零件，“一次性的”，你的名字國(guó)產(chǎn)精確快速的規(guī)格，價(jià)格，和當(dāng)?shù)?/SPAN>。
當(dāng)然，早期的晶圓廠只能使相當(dāng)脆弱的環(huán)氧樹脂和高分子模型的設(shè)計(jì)和工程用途，但我們知道，這只是一個(gè)時(shí)間的問題之前，他們將能夠制造出許多不同的工程材料的實(shí)際部分。我們也有一定的體制和運(yùn)行成本將下降的過程中保持了更大的行業(yè)和產(chǎn)量上升。不久，趕到時(shí)，強(qiáng)硬的ABS塑料3D打印組件和桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，麻省理工學(xué)院和美國(guó)德州大學(xué)奧斯汀分校的研究人員在這樣的地方，努力開發(fā)建設(shè)工作像那些在你的衣服洗衣機(jī)，割草機(jī)或汽車的金屬部件制造的過程，可以在工作通過焊接或融合在一起的金屬粉末。
豐富多彩的幾何形狀蒙上了一層陰影。圖片：fdecomite
進(jìn)展緩慢
隨著事態(tài)的發(fā)展，然而，現(xiàn)實(shí)功能的3D打印對(duì)象花了更長(zhǎng)的時(shí)間來實(shí)現(xiàn)，比我們此前的預(yù)期。研究人員辛勤工作了幾十年來完善這些基本的創(chuàng)新，很多時(shí)間必須通過一些關(guān)鍵的專利到期，計(jì)算機(jī)，激光和材料技術(shù)充分推進(jìn)。
年復(fù)一年，3D打印機(jī)行業(yè)制造展銷會(huì)攤位像大國(guó)際機(jī)床展在芝加哥設(shè)有大多設(shè)計(jì)模型，玩具和拼圖和各種形式的的定制tchotchkes，小飾物，可一次性新奇物品。是的，日益復(fù)雜與不斷收緊的尺寸精度，但多年來尷尬的現(xiàn)實(shí)世界的商業(yè)產(chǎn)品稀缺的東西。而那些最終沒有出現(xiàn)典型的“高附加值”的產(chǎn)品，其市場(chǎng)利基通常源于迫切需要啟用添加劑制造工藝定制。 3D印刷的醫(yī)療植入物，使用CAT掃描藍(lán)圖，最終投放市場(chǎng)。
在過去的十年中，穩(wěn)步推進(jìn)數(shù)字化技術(shù)和3D印刷業(yè)的持續(xù)研發(fā)努力現(xiàn)在已經(jīng)帶來了多個(gè)制造方法，采用新的，性能更好的材料，以達(dá)到顯著更好的精度，并建立質(zhì)量應(yīng)運(yùn)而生。今天的高端打印機(jī)可以產(chǎn)生真正令人驚嘆的對(duì)象高度復(fù)雜的，甚至是“不可??能的，幾何形狀以及積分內(nèi)置運(yùn)動(dòng)部件。
但它是更實(shí)惠的'家'的3D打印機(jī)單位，只出現(xiàn)在一對(duì)夫婦一千美元彈出，允許技術(shù)使更廣泛的公眾興奮。新興廠商運(yùn)動(dòng)愛好者靈感DIY /家庭成長(zhǎng)的理念，個(gè)性化的財(cái)產(chǎn)的欲望，往往是一個(gè)原始的欲望民主化生產(chǎn)已經(jīng)占據(jù)了很多技術(shù)人員的想象力再次復(fù)制器在每一個(gè)家庭的夢(mèng)想。那標(biāo)志性的視覺設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備的能力從網(wǎng)上下載的，否則容易使用一個(gè)真正的對(duì)象掃描，煽一點(diǎn)，我很快就可以購(gòu)買一臺(tái)打印機(jī)，在斯臺(tái)普斯和下載的CAD / CAM設(shè)計(jì)趨勢(shì)一個(gè)“街區(qū)”的晶圓廠店運(yùn)行的工業(yè)印刷系統(tǒng)。現(xiàn)在，訪問用戶信息的過程和演示已經(jīng)成為越來越多的制造商費(fèi)爾斯和全國(guó)類似事件。
直到最近家居系統(tǒng)的輸出已大多局限于往往非常涼爽，但大多非功能性或非結(jié)構(gòu)性的美學(xué)或裝飾物品，如首飾，高度個(gè)性化的物品，如手機(jī)套，還是比較低的功能置換機(jī)械零件。這是開始改變。
但是，即使家庭3D打印已收到大量的后期宣傳，它是在工業(yè)部門的技術(shù)將可能使世界上最顯著的短期影響，改善商業(yè)產(chǎn)品制造，并通過刺激產(chǎn)業(yè)開發(fā)下一代代的晶圓廠方法和機(jī)器，可能有一天真正把3D打印給用戶一個(gè)真正的家。
這翅頭骨由杰里米·基思，上傳到Flickr，演示了3D打印技術(shù)的能力產(chǎn)生極其復(fù)雜的設(shè)計(jì)。
3D印刷接近量產(chǎn)
一兩個(gè)月前，當(dāng)我聽到GE航空集團(tuán)將大規(guī)模生產(chǎn)一個(gè)3D印刷噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的組件在未來幾年內(nèi)，我知道真正的革命已經(jīng)開始。
工業(yè)3D印刷單位，在植物的行會(huì)很快制造渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件的燃料噴嘴鈷鉻合金粉末。 GE的每一個(gè)新的LEAP噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)將包含19的燃料噴嘴，高達(dá)25％，更輕，更耐用五倍比傳統(tǒng)制造燃料噴嘴。在飛機(jī)上切割重量節(jié)省燃料。 LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)積累了超過4500份訂單，??所以之間和新GE9X引擎，該公司最終可能使多達(dá)10萬添加劑制造的零部件，到2020年。
GE航空集團(tuán)和Santa Fe基西格瑪實(shí)驗(yàn)室正在共同開發(fā)過程檢驗(yàn)技術(shù)，旨在驗(yàn)證在生成過程中的添加劑成分的質(zhì)量和幾何形狀。這提高了生產(chǎn)速度高達(dá)25％，，使零件更快的FAA資格。最近的新聞報(bào)道表明，初次組裝的第一架預(yù)生產(chǎn)的LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)開始就在上周。
GE研究人員也說，臨床試驗(yàn)已經(jīng)開始由3D印刷陶瓷粉末的一種低成本的醫(yī)療超聲傳感器的原型。新的，更便宜的設(shè)備可能在第三世界國(guó)家的許多準(zhǔn)媽媽產(chǎn)前成像。
雀巢公司的標(biāo)志是由3D打印機(jī)打印過程中顯示系統(tǒng)技術(shù)中心，其產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，開發(fā)和部署奧爾布的就職典禮。路透社/丹尼斯Balibouse的
做起來很
在3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)展可能是最好的事情可能發(fā)生機(jī)運(yùn)動(dòng)。這只是一個(gè)時(shí)間問題之前，分拆技術(shù)愛好者和附近制造商以低廉的價(jià)格把手里滴下來。大研發(fā)投入將在時(shí)間必將帶來源源不斷的功能更強(qiáng)大，想必便宜的家用打印技術(shù)，包括新機(jī)，增強(qiáng)設(shè)計(jì)軟件，更多更好的晶圓廠材料及深加工知識(shí)。這些創(chuàng)新的產(chǎn)品應(yīng)有助于帶來3D打印和添加劑制造的堅(jiān)決進(jìn)入主流，也許到自己家里。
真實(shí)世界的復(fù)制已經(jīng)采取了很多更長(zhǎng)的時(shí)間來實(shí)現(xiàn)比我還以為它已經(jīng)近半個(gè)世紀(jì)星際迷航以來首次出現(xiàn)。但復(fù)制革命似乎發(fā)生在最后。
講義的電子顯微鏡照片顯示倫敦的塔橋新近開發(fā)的3D印刷技術(shù)，納米結(jié)構(gòu)的納米尺度模型。從維也納大學(xué)的研究人員創(chuàng)造的一粒沙子大小的結(jié)構(gòu)，在短短的4分鐘，等微小物品的時(shí)間，以前打印的一小部分。圖片：維也納大學(xué)技術(shù)部歷史