隨著新材料的開發(fā)和工藝過程的改進(jìn),3D打印技術(shù)得到了迅猛發(fā)展,目前已被廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療、工業(yè)制造、個(gè)性化消費(fèi)等諸多領(lǐng)域。與傳統(tǒng)制造技術(shù)相比,3D打印技術(shù)更偏重于定制化、復(fù)雜化和精確化。由于不利于批量化和規(guī)?;a(chǎn),目前3D打印技術(shù)還遠(yuǎn)不能取代傳統(tǒng)制造業(yè),而是與之形成了兩足鼎立之勢(shì)。
在航空航天制造領(lǐng)域,3D打印具有傳統(tǒng)制造技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢(shì)。首先,3D打印技術(shù)不受零件形狀復(fù)雜程度的限制,理論上可以實(shí)現(xiàn)任意形狀零件的加工成型,可以滿足航空航天領(lǐng)域復(fù)雜零件對(duì)加工精度的要求;其次,由于可以采用激光作為能量源,3D打印能輕松加工高熔點(diǎn)、高硬度等傳統(tǒng)制造技術(shù)難以加工的材料,因此3D打印也可以滿足航空航天領(lǐng)域?qū)Σ牧系男阅芎统煞值膰?yán)苛要求;最后,3D打印所得零件基本接近成品要求,后處理簡單,甚至無需任何后處理,可以有效縮短零件的生產(chǎn)周期,從而滿足航空航天領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品快速制造的需求。2014年初,英國研究人員僅花費(fèi)一天時(shí)間即成功打印出一架無人機(jī),這架無人機(jī)約寬1.5m,重1.8kg,使用塑料制成,成本低廉,可用于不同場合(如投遞包裹,情報(bào)搜集)。2014年8月,美國宇航局實(shí)現(xiàn)了火箭噴射器的3D打印制造,噴射器內(nèi)的燃燒溫度可達(dá)3300℃,可產(chǎn)生9噸的推力,驗(yàn)證了3D打印技術(shù)在火箭噴射器制造上的可行性。
近年來,由于具有量身定做等特點(diǎn),3D打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。通過采集患者患病部位的醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù),建立三維模型,即可利用3D打印技術(shù)為患者定制完全匹配的人體器官,提高了手術(shù)成功率和患者存活率。目前3D打印機(jī)已經(jīng)可以將特殊生物材料打印成簡單的活體組織(如皮膚、組織)。隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展和更多生物材料的不斷開發(fā),在不久的未來,更多的人體器官將可以被成功打?。ㄈ缒I臟、心臟)。2011年9月,德國一跨學(xué)科研究小組采用3D打印和強(qiáng)激光脈沖技術(shù)成功創(chuàng)建了完整功能的人造血管,其強(qiáng)度與人類血管相似,有望替代人類血管實(shí)現(xiàn)部分功能。2012年8月,Lachman博士及其團(tuán)隊(duì)采用改良的3D打印機(jī),為患有先天性關(guān)節(jié)攣縮癥的僅有兩歲的Emma量身定做了彈性繃帶和假肢關(guān)節(jié),幫助Emma重新獲得運(yùn)動(dòng)能力。
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