從接到設(shè)計(jì)圖紙，到按下“打印”按鈕，一個(gè)扳手很快便制造完成了——你能想象這是航天員在零重力環(huán)境下完成的操作嗎？事實(shí)上，這是太空3D打印機(jī)的首次亮相。據(jù)悉,美國國家航空航天局與美國太空制造公司已簽署合同，聯(lián)合開發(fā)太空3D打印系統(tǒng)。在不久前結(jié)束的天津第二屆世界智能大會(huì)上，有研究人員表示，未來太空3D打印技術(shù)在航天智能制造領(lǐng)域的應(yīng)用潛力巨大。
轟隆隆的“太空制造廠”
在人類探索太空過程中，設(shè)備和材料的“補(bǔ)給線問題”，一直阻礙著人們飛向更遠(yuǎn)空間。隨著3D打印技術(shù)快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)航天器零部件的“自給自足”正在成為可能。
從2010年開始，美國國家航空航天局與美國太空制造公司合作，先后進(jìn)行了數(shù)百次微重力環(huán)境下的試驗(yàn)。為支持3D打印技術(shù)的發(fā)展，美國還于2012年8月專門成立了“國家增材制造創(chuàng)新聯(lián)盟”。2014年，世界上首臺(tái)太空3D打印機(jī)搭載“龍”飛船抵達(dá)國際空間站，先后打印出一系列太空專用零部件，揭開了人類“太空制造”的序幕。
其實(shí)，開一家“太空制造廠”并不復(fù)雜。理念與傳統(tǒng)打印相一致，3D打印就是以模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬和塑料等可黏合材料，通過逐層打印來構(gòu)造物體的快速成型技術(shù)。傳統(tǒng)的3D打印技術(shù)包括分層加工、疊加成型、逐層加熱等工藝流程。
不過，太空3D打印也不是簡(jiǎn)單的“搭積木”。每一臺(tái)發(fā)射升空的3D打印機(jī)，都有一顆聰慧澎湃的“芯”。航天員通過天地通信接收地面上傳的零部件數(shù)字化三維模型，經(jīng)過3D打印機(jī)后期軟件處理后，才能自動(dòng)生成具體控制數(shù)據(jù)和打印操作代碼。因此，只要天地之間不斷“網(wǎng)”，理論上任何工具都可以由地面設(shè)計(jì)好，然后交由3D打印機(jī)完成“太空制造”。
近年來，太空3D打印技術(shù)得到世界各國高度重視。2016年3月，美國國家航空航天局將升級(jí)版的3D打印機(jī)運(yùn)往國際空間站，在太空環(huán)境中實(shí)現(xiàn)了更大體積和更高分辨率的打印作業(yè)；英國伯明翰大學(xué)研制出一臺(tái)能在零重力下運(yùn)行的金屬3D打印機(jī)；德國某研究機(jī)構(gòu)也于今年在零重力環(huán)境下“打印”出了金屬工具。
太空遨游的“得力助手”
上個(gè)世紀(jì)末，匯聚人類智慧的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)射升空。由于鏡面制造出現(xiàn)微小誤差，哈勃望遠(yuǎn)鏡直接淪為了“近視眼”。在當(dāng)時(shí)的航天技術(shù)條件下，人們只能再進(jìn)行一次航天發(fā)射，專門為哈勃望遠(yuǎn)鏡安裝“近視眼鏡”。整個(gè)修復(fù)過程需要完成地面制造、空地運(yùn)輸和空間裝配等操作，最終耗費(fèi)4年時(shí)間和數(shù)億美元，才使這臺(tái)精密設(shè)備恢復(fù)正常。
如今，有了太空3D打印，哈勃望遠(yuǎn)鏡遇到的“眼疾”就可以在太空就地進(jìn)行“手術(shù)”。太空3D打印能將功能各異的零部件直接在外太空完成打印。眾所周知，空間航天器的大小主要受限于運(yùn)載器，利用太空3D打印就能搭建太空零部件制造廠，實(shí)現(xiàn)“太空制造”。
3D打印技術(shù)在航空航天領(lǐng)域體現(xiàn)出極強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值和發(fā)展?jié)摿?，不僅縮短了航天產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，降低了成本，更進(jìn)一步提高了產(chǎn)品性能。作為一種全新的生產(chǎn)方式，太空3D打印制造的產(chǎn)品可以勝任一些傳統(tǒng)制造工藝難以完成的工作。諸如某個(gè)部件一側(cè)需要耐受高溫、另一側(cè)需要具備較高強(qiáng)度等“苛刻要求”，3D打印都可以大顯身手。
時(shí)下人們講究“輕裝出行”，太空飛行更是如此。攜帶一臺(tái)3D打印機(jī)進(jìn)入太空，就可以省去攜帶數(shù)以萬計(jì)零部件的巨大麻煩，只需攜帶幾公斤重的3D打印“墨盒”就足夠了。
此外，太空3D打印技術(shù)更可大幅度降低太空飛行對(duì)地面的依賴程度。相比于半年一次的太空補(bǔ)給，3D打印只需數(shù)小時(shí)就能生產(chǎn)出需要更換的零部件，將大幅度提升空間站操控的靈活性和維修效率，降低空間站對(duì)地面系統(tǒng)的依賴。
目前，人們已經(jīng)開始設(shè)計(jì)太空制造系統(tǒng)，將在太空中直接打印出天線、電池板等零部件和工作生活的必需品。美國國家航空航天局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室正在研制標(biāo)準(zhǔn)的太空3D打印工序，旨在通過新技術(shù)兼容不同金屬原料，制造出更能適應(yīng)太空應(yīng)用環(huán)境的零部件。未來，太空3D打印機(jī)將具備小規(guī)模生產(chǎn)各種工具、零部件和日常用品的能力，是載人空間飛行和宇宙考察的標(biāo)配裝備。
將太空垃圾“變廢為寶”
為幫助正在太空遨游的航天員正常飲水，人們還曾利用水的表面張力設(shè)計(jì)了一款零重力水杯，巧妙地解決了太空失重條件下水到處漂浮的問題。然而，這樣別出心裁的產(chǎn)品經(jīng)由地面制造，再搭乘“空天快遞”升空無疑成本巨大。
太空3D打印的出現(xiàn)，將在人類太空之旅中發(fā)揮重要作用。
美國國家航空航天局曾設(shè)想在太空中直接打印出整枚衛(wèi)星，由“太空制造廠”生產(chǎn)組裝后投放到運(yùn)行軌道。太空3D打印技術(shù)還能為人類登上其他行星制造所需的住所和工具，歐洲航天局正著手探索利用3D打印技術(shù)建造月球基地，美國國家航空航天局曾專門開展3D打印火星棲息地競(jìng)賽活動(dòng)。
太空3D打印更加神奇之處，是能像魔術(shù)師一般“化腐朽為神奇”。一旦太空中制造的產(chǎn)品出現(xiàn)損壞，只需將其融化成原材料就可再次重復(fù)利用。美國太空制造公司正在開展可重復(fù)使用的太空3D打印材料研究。美國國防部高級(jí)研究計(jì)劃局開展的“鳳凰”研究項(xiàng)目，旨在通過拆解老舊衛(wèi)星來清理空間垃圾，并用老舊衛(wèi)星的零部件重新組裝成一個(gè)全新的空間設(shè)備。未來，太空3D打印還可利用地球軌道上的報(bào)廢衛(wèi)星，或直接到行星上就地取材進(jìn)行“太空制造”。
太空3D打印不僅能打印各類元器件，還可以打印美食。利用太空3D打印機(jī)能將各類可食用原材料打印成豐富多樣的營養(yǎng)套餐，航天員也可以在太空體驗(yàn)當(dāng)“廚師”的感覺。
當(dāng)然，3D打印真正走向太空，還必須解決一系列技術(shù)難題，其中最大的障礙是“失重”。在太空環(huán)境下，材料和膠水會(huì)“飛起來”，這就需要在打印機(jī)結(jié)構(gòu)上進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。此外，如何解決太空打印產(chǎn)生的廢氣擴(kuò)散等問題，尚待進(jìn)一步研究完善。
發(fā)布時(shí)間 : 2018-06-20
醫(yī)療個(gè)性化需求高，3D打印技術(shù)未來可期
除了制造相關(guān)產(chǎn)業(yè)外，近年來3D打印技術(shù)也時(shí)常受到醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的關(guān)注；其原因在于，每一位病患的體型、生理狀況不同，該技術(shù)的彈性生產(chǎn)模式相當(dāng)適合醫(yī)療這個(gè)高度需要個(gè)人化應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)。
DIGITIMES專案組分析師周延以假牙制造為例，舉出為什么過去一顆假牙會(huì)這么貴？其原因在于每一個(gè)人的牙齒構(gòu)造皆不盡相同。以往制作一顆假牙需要開模，但是開模之后又僅能給一個(gè)人使用，因而使得一顆假牙的成本皆需要破萬元。
若是采用3D打印技術(shù)，僅需要牙科醫(yī)生利用3D掃描功能獲得該病患的牙齒結(jié)構(gòu)，即可利用3D打印技術(shù)將假牙制造出來；而在免除了開模的程序后，相對(duì)地假牙的成本即可大幅下降。
周延以德國3D打印機(jī)制造商EnvisionTEC為例，利用該公司3D打印技術(shù)所制造出來的假牙，目前成本制造已降到臺(tái)幣約3,000~5,000元，而若是采用傳統(tǒng)的假牙制造模式，其成本將高達(dá)臺(tái)幣1萬~2萬元。由此可知，未來3D打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中將占有一定的優(yōu)勢(shì)。
除了假牙等應(yīng)用外，即便是“藥物”未來也可利用此一技術(shù)所生產(chǎn)。事實(shí)上，現(xiàn)今有許多醫(yī)生或醫(yī)療院所皆強(qiáng)調(diào)“精準(zhǔn)醫(yī)療”的重要性，而精準(zhǔn)醫(yī)療的概念，即是透過各項(xiàng)病患信息，以提供每位個(gè)體最合適的治療方式。
因?yàn)槊恳粋€(gè)人體重、身高等生理?xiàng)l件都不同，因此需要的藥物劑量勢(shì)必也會(huì)不一樣；但是因?yàn)楝F(xiàn)今的藥丸、錠等都是規(guī)模化的生產(chǎn)制造模式，因此在醫(yī)生配給相同藥物的狀況下，每一個(gè)人獲得的劑量都一樣，而會(huì)造成有些人所服用的劑量偏多，部分人的劑量卻又偏少，未來若是利用3D打印每一個(gè)人的藥物，即能達(dá)到“精準(zhǔn)打印”之效。
就目前為止，3D打印仍是以服務(wù)重量輕且須特規(guī)化制造等的利基型產(chǎn)業(yè)為主，象是太空梭與國防產(chǎn)業(yè)的制造，這一類應(yīng)用項(xiàng)目制造出來的數(shù)量不需要太多，但是其所能產(chǎn)生的價(jià)值偏高。
周延解釋，諸如太空梭與飛機(jī)等應(yīng)用皆相當(dāng)需要空孔化的設(shè)計(jì)。其原因在于，死機(jī)體本身重量越重，就意味著需要更多能量才能讓其飛上天際，且會(huì)限制其飛行條件；相反地，如果采用空孔化的結(jié)構(gòu)，在同樣能耗條件下勢(shì)必能將飛機(jī)推得更高更遠(yuǎn)。
如此的概念也能應(yīng)用于汽車產(chǎn)業(yè)中，因?yàn)楦p盈的車體將能有效節(jié)省能耗；再加上近期油價(jià)不斷飆漲，以讓許多駕駛相當(dāng)“有感”，倘若未來油價(jià)再持續(xù)上升，汽車行業(yè)對(duì)于3D打印的需求應(yīng)會(huì)再更上一層樓。
周延認(rèn)為，未來若是想讓3D打印產(chǎn)業(yè)更加普及化，那么就得先透過這些利基領(lǐng)域培養(yǎng)，而后中長(zhǎng)期目標(biāo)即可朝向快速、平價(jià)打印技術(shù)發(fā)展。
發(fā)布時(shí)間 : 2018-06-04
西門子推出增材制造網(wǎng)絡(luò)，推動(dòng)全球制造業(yè)變革
西門子近日宣布推出“增材制造網(wǎng)絡(luò)”，致力于為全球制造業(yè)提供工業(yè)化3D打印設(shè)計(jì)及工程專門技術(shù)、知識(shí)、數(shù)字化工具和生產(chǎn)能力的在線協(xié)同平臺(tái)。該網(wǎng)絡(luò)最早于2017年漢諾威博覽會(huì)上提出概念，當(dāng)時(shí)計(jì)劃于2018年年中推出，近日則正式發(fā)布并推出了一項(xiàng)早期用戶方案，以便設(shè)計(jì)人員和工程師、制造服務(wù)提供商、3D打印設(shè)備OEM廠商、材料提供商和軟件提供商加入這個(gè)全新的生態(tài)系統(tǒng)。通過加快傳播知識(shí)，流暢簡(jiǎn)練的網(wǎng)絡(luò)商業(yè)流程、可追溯性高，并確保高質(zhì)量功能樣件以及批量化產(chǎn)品零件的采購交易，西門子的增材制造網(wǎng)絡(luò)旨在降低增材制造的總體應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)，為全球制造業(yè)創(chuàng)造全新商機(jī)。
增材制造網(wǎng)絡(luò)合作伙伴EOS公司首席數(shù)字官Güng?r Kara表示：“如果我們的工程師、設(shè)計(jì)人員和機(jī)器操作人員能夠直接使用價(jià)值極高的服務(wù)、覆蓋全球的增材制造系統(tǒng)和關(guān)鍵知識(shí)，增材制造的巨大潛力將得到充分釋放。西門子的增材制造網(wǎng)絡(luò)可以幫助建立這些連接，整個(gè)市場(chǎng)都能訪問這些連接，從而更容易制造創(chuàng)新型增材制造零件，同時(shí)也能夠在一個(gè)全數(shù)字化工廠內(nèi)創(chuàng)建高性能增材制造生產(chǎn)單元。作為增材制造網(wǎng)絡(luò)的合作伙伴，EOS及其咨詢部門Additive Minds與西門子攜手將增材制造推向更高水平?！?/span>
西門子股份公司數(shù)字化工廠集團(tuán)首席執(zhí)行官Jan Mrosik指出：“隨著創(chuàng)新周期逐漸縮短，企業(yè)需要不斷回顧產(chǎn)品構(gòu)思，重構(gòu)制造流程，重新探索業(yè)務(wù)模式。增材制造網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)了我們的‘?dāng)?shù)字化企業(yè)’組合，將現(xiàn)實(shí)世界與虛擬世界結(jié)合起來，從產(chǎn)品制造商、工程公司、自動(dòng)化技術(shù)供應(yīng)商一直到服務(wù)提供商，為增材制造行業(yè)提供了一個(gè)共同創(chuàng)造、共同創(chuàng)新的場(chǎng)所和全新的商業(yè)務(wù)模式?！?/span>
西門子的增材制造網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建了一個(gè)開放的生態(tài)系統(tǒng)，即時(shí)連接高品質(zhì)成員進(jìn)行共同創(chuàng)造，幫助他們用最新的增材制造軟件工具和打印技術(shù)以及材料來實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品。零件買家和制造服務(wù)提供商可以從簡(jiǎn)化后的協(xié)同、報(bào)價(jià)、采購和訂單監(jiān)測(cè)流程中受益。這有助于使用增材制造進(jìn)行創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)，用數(shù)字化庫存替換實(shí)物庫存，并且按需擴(kuò)大或縮小3D打印生產(chǎn)規(guī)模。以數(shù)字化方式實(shí)現(xiàn)全球制造行業(yè)變革，用工業(yè)化增材制造加快已改進(jìn)產(chǎn)品的交付速度，這正是西門子的愿景中的下一步。
3D 打印和增材解決方案、材料及服務(wù)商Stratasys公司的制造解決方案副總裁Scott Sevcik說：“Stratasys和西門子共享同一個(gè)增材制造產(chǎn)業(yè)化的愿景，這將為客戶帶來獨(dú)一無二的優(yōu)勢(shì)，幫助他們更加高效、更加經(jīng)濟(jì)地創(chuàng)建更好的產(chǎn)品。Stratasys熱切希望成為西門子增材制造網(wǎng)絡(luò)的早期合作伙伴。該網(wǎng)絡(luò)將是一個(gè)非常出色的平臺(tái)，可以連接生態(tài)系統(tǒng)，提高增材制造的可訪問性，促進(jìn)增材制造的應(yīng)用。我們很高興以Stratasys行業(yè)領(lǐng)先的增材制造技術(shù)和專業(yè)技術(shù)來支持西門子的增材制造網(wǎng)絡(luò)，將其與我們的世界級(jí)服務(wù)事業(yè)部‘Stratasys 直接制造’相連接?！?/span>
通過增材制造網(wǎng)絡(luò)這一全新途徑，西門子將幫助客戶獲取最新知識(shí)和技術(shù)從而更便捷地實(shí)施工業(yè)化增材制造，幫助客戶以數(shù)字化的方式實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)變革。
Siemens PLM Software制造工程軟件高級(jí)副總裁Zvi Feuer指出：“一年前我們做出了承諾，如今我們按計(jì)劃推出了增材制造網(wǎng)絡(luò)。為了積累知識(shí)、加快推廣創(chuàng)新性解決方案，我們必須與一個(gè)由行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者和初創(chuàng)企業(yè)組成的充滿活力的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同。我們的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為來自各個(gè)領(lǐng)域的用戶提供共享的知識(shí)，且為用戶提供積累、儲(chǔ)存和重用這些知識(shí)的獨(dú)特能力?！?/span>
惠普公司3D打印商業(yè)擴(kuò)展與開發(fā)全球主管Michelle Bockman認(rèn)為：“惠普致力于實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)人員、制造商和技術(shù)提供商之間的協(xié)同和無縫集成，以真正釋放3D打印的力量。西門子增材制造網(wǎng)絡(luò)的推出是整個(gè)行業(yè)朝這個(gè)方向邁出的重要一步。通過該網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，用戶能夠訪問惠普Multi Jet Fusion 3D打印技術(shù)的提供商、專家和工具，從而成功地幫助他們采用增材制造技術(shù)。”
發(fā)布時(shí)間 : 2018-05-29
漫威英雄都“用”上了，3D打印引領(lǐng)義肢制造新趨勢(shì)
漫威超級(jí)英雄電影喜歡玩彩蛋，有時(shí)候是為了漫威宇宙互相聯(lián)系，有時(shí)候其實(shí)是制作者的個(gè)人愛好?！督饎偫?：殊死一戰(zhàn)》，《銀河護(hù)衛(wèi)隊(duì)2》，《蜘蛛俠》，《雷神3》，《黑豹》，《復(fù)仇者聯(lián)盟3》都已經(jīng)上映，獲得了不少好評(píng)，不過喜歡看漫威系列的朋友們一定很清楚，有一個(gè)叫“無斷手，不漫威”的梗。其實(shí)斷手梗最早來源于《星球大戰(zhàn)》，在電影中，盧克被達(dá)斯維達(dá)用光劍砍去手臂。
冬兵，做為美國隊(duì)長(zhǎng)的好基友，他的斷手必然是要很帥的，閃亮具有設(shè)計(jì)感的機(jī)械臂，讓這個(gè)角色更加有魅力，可憐他的故事太過悲慘，在第三部美國隊(duì)長(zhǎng)電影中再次斷臂，連小編都為他感到痛心。
冬兵巴基
雷神，說起來雷神這位耿直boy，他斷手的時(shí)候還好是在幻想中，不然就沒手拿小錘錘了，他給我們的感覺多數(shù)是四肢發(fā)達(dá)，頭腦簡(jiǎn)單的家伙，不過人家正義感十足，能力又強(qiáng)，有什么困難一錘子砸下去就行，誰叫他是神呢。
雷神索爾
格魯特，還記得那顆只會(huì)說“I am groot”的樹人嗎，它也斷過手，只不過它是樹人，馬上又長(zhǎng)出來了。
樹人格魯特
現(xiàn)今科技與醫(yī)療的結(jié)合，3D打印義肢確實(shí)能為漫威英雄解決“斷手?！?。首先，醫(yī)療領(lǐng)域始終顯示著最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，3D打印骨骼模型、3D打印器官骨骼模型、3D打印人工關(guān)節(jié)、3D打印頸椎等等，這些技術(shù)產(chǎn)品都表明了3D打印已在醫(yī)療應(yīng)用領(lǐng)域獲得很多突破，但在大部分人眼里，這種炫酷又神秘的3D打印技術(shù)距離日常生活還很遠(yuǎn)。如今隨著技術(shù)的進(jìn)步，3D打印已經(jīng)開始有了更多的應(yīng)用，尤其是在醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用，已經(jīng)成為一項(xiàng)受到廣泛關(guān)注的技術(shù)，尤其是打印假肢、打印各科支具的技術(shù)，成為很多殘疾人患者福音。
在義肢定制方面，3D打印技術(shù)憑借“復(fù)制再造能力”擁有不俗的表現(xiàn)。3D打印技術(shù)基于數(shù)字化制造模式，以1:1復(fù)制患者截肢部分，為截肢患者定制完美契合的假肢。目前，國內(nèi)3D打印人體的骨骼模型、人工關(guān)節(jié)都已有先例。
以往傳統(tǒng)義肢制作過程中，義肢制作師先用石膏制作患者殘肢模型，再用刻刀等雕刻工具，盡量還原病人成被截掉的部分;隨后，將被修好的“石膏腿”被用于樹脂成型;倒模成型的“樹脂腿”再與關(guān)節(jié)、連接件等組裝、對(duì)線、調(diào)整，真正成為肢體殘疾者身體的一部分。
有業(yè)內(nèi)專家專業(yè)表示，傳統(tǒng)假期制造主要依賴手工完成取型、修型、倒模等工序，因尺寸誤差、工藝不到位等因素導(dǎo)致的返工或者報(bào)廢是假肢制作過程中不可回避的問題。相比之下，3D打印制造工藝優(yōu)化義肢定制工序，而且自動(dòng)化生產(chǎn)模式精度更高，誤差更小，同時(shí)節(jié)省以提前幾周就能交付測(cè)試和原型產(chǎn)品。
傳統(tǒng)義肢定制生產(chǎn)工序復(fù)雜，不支持批量生產(chǎn)，而且造價(jià)高昂，成人購買義肢費(fèi)用在2-6萬元之間不等。與成人不同的是，兒童義肢因無法隨身體發(fā)育而變換，高頻次替換成本更高。而3D打印定制作假肢的成本更為低廉，未來隨著兒童身體成長(zhǎng)所需更換新假肢的費(fèi)用也大大降低。
3D打印應(yīng)用創(chuàng)新傳統(tǒng)醫(yī)療器材制作模式，或?qū)⒁I(lǐng)醫(yī)療器材智造發(fā)展新趨勢(shì)。
發(fā)布時(shí)間 : 2018-05-24
3D打印力助美國隊(duì)獲得雪橇項(xiàng)目首枚冬奧會(huì)銀牌
3D打印在萬眾矚目的奧運(yùn)會(huì)賽場(chǎng)上出現(xiàn)，專供于運(yùn)動(dòng)員比賽的用具也應(yīng)用上了3D打印。在2018年的平昌冬奧會(huì)上，美國隊(duì)在男子單人比賽中贏得首枚奧運(yùn)獎(jiǎng)牌。
美國奪冠
克里斯·馬茲澤爾贏得了一枚銀牌——相當(dāng)于美國奧林匹克雪橇隊(duì)最佳成績(jī)。過去，美國奧運(yùn)選手贏得過女子單滑和男子雙滑的銅牌和銀牌。多年來，德國隊(duì)和奧地利隊(duì)一直主導(dǎo)著這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)。雪橇比賽中，選手平躺著，腳先放在小雪橇上，他們可以以每小時(shí)140公里的速度在冰冷的賽道上滑行，騎手通過改變腳的位置或移動(dòng)肩膀來控制雪橇的速度。
高超的技術(shù)水平也要配合著高超的比賽器材，美國團(tuán)隊(duì)運(yùn)用3D打印技術(shù)。在3D打印中，3D模型首先作為文件或文檔在計(jì)算機(jī)上創(chuàng)建，打印機(jī)使用塑料或金屬等物質(zhì)來創(chuàng)建物理對(duì)象。該過程包括一次制作一層材料，直到對(duì)象制作完整。美國雪橇團(tuán)隊(duì)與一家名為斯川塔斯的美國公司合作開發(fā)雪橇的設(shè)計(jì)和制造流程。
首先對(duì)雪橇隊(duì)每個(gè)成員的身體進(jìn)行掃描。然后，3D打印技術(shù)被用于制造用于雪橇頂部奧林匹克人形狀的模具的工具。設(shè)計(jì)和加工雪橇零件的過程非常復(fù)雜，可能需要幾周的時(shí)間。3D打印可以大大簡(jiǎn)化工藝流程，在幾小時(shí)內(nèi)便能生產(chǎn)出零件，而且3D打印非常適合追求精確的最后一刻更改。
當(dāng)研究人員更多了解空氣動(dòng)力學(xué)和優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，能夠很好地迅速做出這些改變。使用3D打印技術(shù)使團(tuán)隊(duì)更具競(jìng)爭(zhēng)力，有助團(tuán)隊(duì)不斷調(diào)整設(shè)計(jì)并在賽道上更快地運(yùn)行它們。3D打印使每個(gè)騎手都能夠完美地適應(yīng)雪橇，同時(shí)減少生產(chǎn)時(shí)間和成本。
這不是第一次3D打印技術(shù)溶于奧運(yùn)會(huì)，在2018年冬季奧運(yùn)會(huì)時(shí)，體育運(yùn)動(dòng)已經(jīng)使用3D打印技術(shù)來改善他們的設(shè)備?；┌逯圃焐藽APiTA使用3D打印機(jī)為其滑雪板打造更強(qiáng)的側(cè)壁，這個(gè)過程稱為FUS3D，它將塑料側(cè)壁連接到木板的木制中心，該技術(shù)贏得國際體育組織頒發(fā)的年度產(chǎn)品獎(jiǎng)，它使用人腳掃描在幾分鐘內(nèi)完成適合的引導(dǎo)插入。
2016年里約夏季奧運(yùn)會(huì)，耐克為“女飛人”AllysonFelix在本屆奧運(yùn)會(huì)開始前，就量身定制一款3D打印高性能釘鞋ZoomSuperflyFlyknit，在200米和400米短跑上取得突破，而這雙鞋是通過精密的設(shè)計(jì)和高超的縫合技術(shù)開發(fā)而成。在制作過程中，F(xiàn)elix可以親自進(jìn)行穿著測(cè)試并提供反饋。
工程師借此獲得有相關(guān)數(shù)據(jù)并進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)了鞋子與Felix強(qiáng)大身體機(jī)能的完美契合。耐克也正在計(jì)劃為百米女將Fraser-Pryce設(shè)計(jì)一雙量身定做的鞋子，因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間鍛煉帶來的疲勞感會(huì)影響爆發(fā)力，耐克設(shè)計(jì)人員用3D掃描技術(shù)對(duì)海洋生物進(jìn)行研究，最終開發(fā)出一種網(wǎng)格的鞋底結(jié)構(gòu)，希望幫助Fraser-Pryce通過剛度合適的輕質(zhì)材料來減緩短期疲勞。
除了田徑，在游泳項(xiàng)目上3D打印也不遺余力。在美國游泳隊(duì)備戰(zhàn)奧運(yùn)會(huì)的過程中，寶馬為其提供了一套名為“尾燈”的全新訓(xùn)練解決方案，其中包含寶馬開發(fā)的LED組。這些LED燈組能夠在水下發(fā)光，通過將微型的LED燈片貼附到運(yùn)動(dòng)員的腕、肩、臀、膝、踝、趾這幾個(gè)部位，可以標(biāo)記出運(yùn)動(dòng)員的游泳軌跡，方便教練們更有效率地評(píng)估運(yùn)動(dòng)員的每一個(gè)動(dòng)作，而這些LED貼片正由3D打印而成。
中國也運(yùn)用此技術(shù)
作為全能型選手，在自行車項(xiàng)目中也少不了3D打印的身影。七名法國運(yùn)動(dòng)員自行車上就裝有3D打印把手。都是量身定制的，由法國自行車協(xié)會(huì)、Erpro&Sprint和S2A共同開發(fā)的。這些把手的結(jié)構(gòu)提供了非常高的剛性，同時(shí)也大大減輕了自行車的重量。
3D打印在奧運(yùn)會(huì)中帶來的效益不言而喻，3D打印已經(jīng)滲透進(jìn)人們?nèi)粘Ｉ畹囊率匙⌒?，給人們的生活提供了許多便利與高效。
發(fā)布時(shí)間 : 2018-05-24
研究人員開發(fā)3D打印智能水凝膠，可在水下行走并拾取物體
眾所周知，將3D打印與智能技術(shù)相結(jié)合，會(huì)帶來一些令人意想不到的結(jié)果，如可追蹤機(jī)器性能的金屬部件，可讓您的汽車在陽光下保持涼爽的窗戶，以及可改變顏色和形狀的墨水。現(xiàn)在，來自新不倫瑞克省羅格斯大學(xué)的研究人員開發(fā)出了一種3D打印智能凝膠，能夠抓住物體，移動(dòng)物體，甚至在水下行走。
很明顯，這種來自Rutgers的新穎創(chuàng)新且具有獨(dú)特經(jīng)驗(yàn)的水凝膠在軟機(jī)器人和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中有各種各樣的應(yīng)用。例如，3D打印的智能凝膠可能是創(chuàng)造人造心臟、胃和其他肌肉的第一步，以及應(yīng)用在疾病診斷設(shè)備和藥物檢測(cè)、遞送。甚至有一天它可以通過創(chuàng)建模仿海洋生物的軟機(jī)器人，以在水下進(jìn)行檢查。
“我們的3D打印智能凝膠在生物醫(yī)學(xué)工程中具有巨大的潛力，因?yàn)樗愃朴谌梭w內(nèi)也含有大量水分并且非常柔軟的組織。它可以用于許多不同類型的模擬像章魚一樣的水生生物的水下設(shè)備，”該大學(xué)機(jī)械和航空航天工程系助理教授Howon Lee說。
最近，Lee還在ACS應(yīng)用材料和接口雜志上發(fā)布了一項(xiàng)名為“用3D打印的電活性水凝膠進(jìn)行軟機(jī)器人操作和運(yùn)動(dòng)”的新研究，并在文章中描述了這項(xiàng)新型智能技術(shù)。
大韓民國研究生院機(jī)械和航空航天工程博士生Daehoon Han是該論文的主要作者，合著者包括前羅格斯大學(xué)生Cindy Farino、羅格斯的機(jī)械和航天工程博士生Chen Yang、前羅格斯博士后Tracy Scott、羅格斯的生物醫(yī)學(xué)工程博士生Daniel Browe、韓國高麗大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院副教授Wonjoon Choi、羅格斯生物醫(yī)學(xué)工程系副教授Joseph W. Freeman和Lee。
摘要寫道：“作為柔性機(jī)器人和人造肌肉的潛在致動(dòng)材料，表現(xiàn)出響應(yīng)于電場(chǎng)的大變形的電活性水凝膠（EAH）受到高度關(guān)注。然而，由于使用傳統(tǒng)的二維（2D）制造方法，其應(yīng)用受到限制。在這里，我們展示柔軟的機(jī)器人操縱和3D打印EAH微觀結(jié)構(gòu)。通過基于數(shù)字光處理（DLP）的微型3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)3D設(shè)計(jì)和精確的尺寸控制，實(shí)現(xiàn)了EAH的復(fù)雜3D動(dòng)作。我們展示柔軟機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)，包括夾持和運(yùn)輸物體以及雙向移動(dòng)。”
像新型智能凝膠這樣的軟質(zhì)材料具有靈活性，能夠小型化，并且通常比硬質(zhì)材料便宜。與由硬質(zhì)材料制成的復(fù)雜設(shè)備相比，使用軟質(zhì)材料制造的設(shè)備通常更容易設(shè)計(jì)和控制。
羅格斯研究中心圍繞著研究團(tuán)隊(duì)的3D打印水凝膠，通過電力激活后，可以移動(dòng)甚至改變形狀。
Lee解釋說：“這項(xiàng)研究展示了我們的3D打印技術(shù)如何擴(kuò)展這種智能凝膠的設(shè)計(jì)、尺寸和多功能性。我們的微型3D打印技術(shù)使我們能夠創(chuàng)造前所未有的動(dòng)作。”
水凝膠可以在各種場(chǎng)所找到，比如尿布、隱形眼鏡、果凍糖，以及人體。這些獨(dú)特的材料，即使其水含量超過70％，仍將保持穩(wěn)定。
在DLP 3D打印過程中，光線投射到對(duì)光敏感的溶液上，然后變成水凝膠。然后將凝膠放入稱為電解質(zhì)的咸水溶液中，之后運(yùn)動(dòng)由兩根施加電的細(xì)線觸發(fā)。
其結(jié)果是一英寸高且類似于人類行走的水凝膠。Lee說，其可以前進(jìn)、逆向過程、抓住和移動(dòng)物體。Lee還解釋說，水凝膠由于其含水量高、材料柔和，以及對(duì)電力的響應(yīng)等因素，類似于收縮肌肉。研究人員可以通過改變尺寸來控制智能水凝膠的移動(dòng)速度。例如，薄凝膠移動(dòng)速度快于厚的凝膠。電場(chǎng)和鹽水溶液的強(qiáng)度決定了凝膠的彎曲運(yùn)動(dòng)和形狀變化。
發(fā)布時(shí)間 : 2018-05-22
