3D打印机可以做的10件事

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在电影《天降》的结尾附近,有一个场景,詹姆斯·邦德和M乘坐经典的1960年阿斯顿·马丁DB5(1965年首次在金手指公司使用的独特的银色邦德车)驶离城市。轻微的扰流板—用突击步枪将汽车开满枪,并用直升机炸毁汽车。

如果您在过去的十年中看过任何电影,就会知道对于电影制片人来说,拍摄这个特定的场景并不难。他们所需要做的只是以数字方式插入一个爆炸—或以这种预算,也许要用剩下的三百个左右的DB5中的一个来炸毁真实的东西。

取而代之的是,电影制片人在3D打印机上打印了1:3比例的阿斯顿·马丁模型的详细模型,并将它们炸成绝对的碎片,从而为博物馆节省了真正的汽车。还记得钢铁侠的西装吗?相同的过程。

人们使用3D打印机实现某些功能的方法有十种,有时甚至在此过程中改变了世界。

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服装
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在3D打印的早期,您从打印机获得的对象通常是某种笨重的塑料物品-例如,一个设计原型,在构建实际产品之前用作视觉指南。现在,这项技术更加精确,我们可以打印更小,更复杂的对象。Shapeways的3D打印团队秉承了这一想法,并为我们提供了印花尼龙服装,该服装印在订购者的确切身体尺寸上,这是世界上最个性化的服装。

他们的第一条3D打印服装系列被称为N12比基尼(N12代表尼龙12,它是由这种材料制成的)。比基尼由称为圆堆积的方程式形成;换句话说,它完全由连接的小圆圈组成,算法会根据形状的曲率对其进行调整-曲线越大,圆圈越小。整个设计基于人体扫描,因此最终产品非常适合穿戴者。

9

电吉他
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自大约十二世纪以来,吉他(至少是其前身)已经用木头制成。最近,还使用了塑料,但是两种情况下的构造过程都是相同的。它是减法的,意味着要去除某些东西以获得正确的形状。您从一块大木头开始,然后将其雕刻,最后得到吉他的一部分。实际上,通常制造通常是通过这种方式进行的。

另一方面,3D打印是可加性的-它通过一层一层一层地堆积成正确的形状,并随后变成固体(例如从热胶枪中喷出的胶水)。

通过该过程,您几乎可以制作任何东西,甚至包括吉他的近乎完美的声学形状。这把吉他是一个很好的例子。它是斯科特·萨米(Scott Summi)印刷的,是同类产品中的第一本。除了琴颈和琴弦(甚至印刷了金属零件)之外,它的每个部分都被印刷了,大约需要两个小时才能完成。而且,由于任何3D打印物体都来自计算机模型,因此吉他的不同设计方式没有任何限制 -开启了无限创意之门。

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房屋
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去年,南加州大学的工程学教授Behrokh Khoshnevis进行了一次TED演讲,他在演讲中描述了如何用不到20个3D打印全尺寸房屋(25,000平方英尺或2,320平方米)。小时,包括管道和电线。这个时间框架简直令人难以置信。整个社区可以在一个月内建成,您所需要做的就是更改计算机外观的设计蓝图,使它看起来完全不同-不再是同质的郊区。

更重要的是,该系统可用于取代贫民窟地区或为自然灾害的受害者提供快速住房。确切地说,如果在2010年海地地震中使用这项技术,几乎每个无家可归的人都将拥有另一所房屋。

7

相机镜头

摄影可能是您期望3D打印出现的最后一个地方。高质量的相机可能要花费数千美元,并且其附带的镜头也同样昂贵。这是有原因的:摄影的核心是光线的捕捉,为了获得最佳效果,您需要最好的设备。镜头特别重要,因为它们负责使光以直角折射以形成焦点,从而产生清晰的图像。

尽管3D打印相机镜头的质量无法与传统镜头相提并论,但它们正在飞跃发展。部分原因是由于Thingiverse这样的网站,用户可以在其中上传他们的设计蓝图,从而允许其他人免费下载它并进行改进。这种相机镜头是由家用打印机上的丙烯酸制成的,可以拍摄出不错的照片。价格更高的3D打印机已经具有打印玻璃物体的能力,因此不久就可以在您的家中制造出可以与商业镜头相媲美的玻璃镜头,而这一切都只是成本的一​​小部分。

6

餐饮

在过去的几年中,NASA一直在使用3D打印机为航天器打印零件-这本身就足够酷。但是如今,NASA正在将这个概念带入一个全新的方向。他们目前处于一项为期三个阶段的计划的第一阶段,该计划旨在开发一种在远距离航行中印刷食物的方法。

不过,太空计划并没有开创该技术的先河,这是Modern Meadows首席执行官Andras Forgacs的工作,他于今年早些时候成为第一个吃一块印刷肉的人。打印食物的过程与其他过程基本相同:您只需用塑料代替活细胞,然后将其逐层植入肌肉组织即可。

通过这种简单的替换,您还可以一手解决现代农业带来的数千个环境问题。

5

艺术
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人们非常壮观。有些人着手拯救世界,有些人鼓舞世界。几个世纪以来,艺术在提升人类智力方面发挥了自己的作用,而3D打印为艺术家提供了表达自己的另一种媒介,其中某些成果绝对令人赞叹。

上图所示的雕塑是由摄影师兼雕塑家索菲·卡恩(Sophie Kahn)制作的,他最初被3D打印视为“后期摄影过程”,这是一种从照片中获得更多创造力的方法。苏菲·卡恩(Sophie Kahn)在艺术界引起轰动,但已经有数百人转向3D打印作为创意渠道。对于一个挣扎的艺术家来说,这种材料比传统的艺术品便宜得多,这并没有什么坏处。

4

假肢

2011年,Richard Van As在一次木工事故中失去了四根手指。面对大约一万美元的机械义肢费用,理查德决定自己动手制造。然后他在家中用3D打印机完成了此操作。

他的原型机称为Robohand,当他弯曲手腕时,有五个手指合拢。建立手之后,他将该蓝图上传到了互联网,以便任何人都可以做同样的事情。但是随后他又走了一步:理查德和他的伴侣现在正在为手指缺失的南非儿童制作假肢手,例如这个五岁的男孩,患有羊带综合症,这种疾病导致他出生时没有手指。

令人兴奋的是,理查德的工作只是冰山一角。2009年,一个名叫埃里克·莫格(Eric Moger)的男人的脸部肿瘤被去除,左脸颊上留下了一个网球大小的洞。医生印制了一个假体,该假体与埃里克脸的右侧相似。假肢具有正常皮肤的柔韧性,看上去几乎令人吃惊。今年早些时候,一个美国男子在他的头骨中植入了假肢,该假体覆盖了头骨整个表面的近四分之一。

3

身体部位

我们不会很快以蜥蜴般的效率重新种植失去的胳膊和腿,但我们正在朝着这个方向前进。例如,康奈尔大学的工程师使用从患者肋骨中拉出的细胞来打印工作耳朵。这些细胞被混合到3D打印机可以用来建立模型的凝胶材料中,三个月后,耳朵实际上开始生长自己的软骨。

再一次,它变得更好。几个月前,我们在列表中简要提到了3D打印机,并预言在将来的某个时候我们可能能够打印人体器官。好吧,这实际上是在列表发布后一个月发生的。圣地亚哥研究公司Organovo在四月宣布,他们已经成功打印出能够执行肝脏所需的所有功能的人体肝脏组织。他们还没有肝脏,但是眼界越来越近了。这绝对是按需打印替换器官的第一步-每年可能挽救成千上万人的生命。

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机械人
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我们似乎对将一种生命的外表吸入另一种生物的想法几乎是一种宗教的迷恋。但这也许是因为机器人很棒。

无论如何,已经有相当多的研究小组开始使用3D打印机对机器人进行原型制作。在德国,弗劳恩霍夫(Fraunhofer-Gesellschaft)开发了一种八足蜘蛛机器人,其印刷非常容易,以至于一位研究人员将其与“ 一次性橡胶手套 ”进行了比较-从某种意义上说,一旦使用它,印刷一个新的就更容易之一。

麻省理工学院和哈佛大学的一个联合项目还开发了一种3D打印机器人,这种机器人难以置信地可以组装。该机器人由“形状记忆聚合物”制成,一旦被打印,它就可以将自身折叠成合适的形状。

最后,还有一个机器人,一个语音激活的android,它将以适当的令人毛骨悚然的方式响应口头命令。这些计划可免费在线免费获得,因此任何人都可以构建一个计划并发挥自己的作用来组建机器人大军。

1个

3D打印机
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通常,有人已经设计了可以打印其他3D打印机的3D打印机。该打印机称为RepRap,使用开放源代码设计计划,并且所有零件都可以通过另一台打印机打印出来(一些金属螺母和螺栓除外)。2008年,该机器在英国巴斯大学进行了测试,并成功复制了该机器的“子级”。仅过了三分钟,那个孩子就完成了在机器人遗传学系下为下一个孩子打印的第一部分的工作。

由于该打印机的所有计划都可以在线免费获得,因此围绕它形成了各种各样的社区,不断改进设计以提高效率。例如,一个人可以下载所有蓝图,对其进行调整,然后上载修改后的蓝图。这可能是历史上第一个真正的硬件众包的真实例子,而且也无法确定将来的发展方向。

 

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