无忧保职场指南早报:社会大众对3D打印技术的认识过于模糊,和媒体夸大其辞的炒作、一些出版物对3D打印技术流于表面的描写、企业对3D打印无所不能的功能认识有关。
一方面希望吸引更多的人关注3D打印技术的发展,另一方面他们对3D打印技术又缺乏正确认识。从技术原理上讲,3D打印技术的确能够直接打印出我们所需要的任何物品,但是,与传统制造业比较,在批量化、大众化制造领域,3D打印技术明显存在缺陷;而在个性化、高难度制造领域,传统制造技术则存在明显劣势。因此,3D打印技术与传统制造业属于尺有所短、寸有所长,互相补充,无法完全替代的关系。
3D打印出来的实物,不一定每一件都具有很强的实用性。按照3D打印技术的原理分析,我们能够设计出来的任何物品都可以通过3D打印技术打印出来,但是否每一件物品都具有实用性和功能性,则主要取决于材料。在大多数领域,凡是传统制造业能够生产制造的产品往往比3D打印技术打印出来的产品更具有实用性,成本优势和工艺优势也会更加明显。
比如,利用3D打印技术可以打印房子,但目前还无法确定是否3D打印技术打印出来的建筑具有更大优势。可以确定的是,建筑属于传统产业,传统的建筑技术经过长期的积累和发展已经非常成熟。利用3D打印技术来建造房子,目前主要还是一种探索,或者说是一种尝试。不过,作为一种新技术的尝试,我们不可忽视。《中国3D打印的未来》作者、中国3D打印技术产业联盟秘书长罗军说,最近就有朋友向他介绍,3D打印技术打印的房子,不是使用传统的钢筋水泥,而是使用一种新型建材,可以节约时间、节约材料、节约成本。
利用3D打印技术制造的建筑模型
2014年2月22日《中国日报》的报道是这样说的:美国航空航天局(NASA)出资与美国南加州大学合作,最新研发出;轮廓工艺;3D打印技术,24小时内就可以打印出大约232平方米的两层楼房子,只要一个按键就可以操控机械打印。由于大大节约了建筑时间和建筑成本,该技术让人类在移民月球或火星后可以就地取材,快速并且批量打印出;外星屋;。
美国南加州大学的;轮廓工艺;3D打印技术项目,由美国航空航天局出资赞助。据;轮廓工艺;项目负责人、南加州大学教授比赫洛克;轮廓工艺;其实就是一个超级打印机器人,其外形像一台悬停于建筑物之上的桥式起重机,两边是轨道,而中间的横梁则是;打印头;,横梁可以上下前后移动,进行X轴和Y轴的打印工作,然后一层层地将房子打印出来。
;轮廓工艺;的工作速度非常快,24小时之内就能打印出一栋两层楼高、2500平方英尺(约合232平方米)的房子。;轮廓工艺;3D打印技术目前已可以用水泥混凝土为材料,按照设计图的预先设计,用3D打印机喷嘴喷出高密度、高性能混凝土,逐层打印出墙壁和隔间、装饰等,再用机械手臂完成整幢房子的基本架构,全程由电脑程序操控。
该报道称,为了节省建筑材料,;轮廓工艺;机器人打印出来的墙壁是空心的,虽然质量更轻,但它们的强度系数约为10000psi(即每平方英寸能够承受10000磅压力);轮廓工艺;最大的节省还是人力。通过使用3D打印机,;轮廓工艺;将节省45%~55%的人工,相应的也会使用更少的能源,排放更少的二氧化碳,不仅大大降低了成本,而且大大提高了速度。
霍什内维斯教授介绍,该机器人不仅可负责打印外墙,铺地板、水管、电线,甚至连上漆、贴墙纸也一手包办,但它并不能完全取代工人,住宅建筑的许多部分,诸如水电、供热管道、门窗和吊顶等仍需要借助工人手工完成安装。
虽然;轮廓工艺;技术还存在一些不足,但它的诞生意味着在这个领域会有许多新工种出现。目前,该项目已经获得众多建筑机构和公司的关注。
霍什内维斯教授强调,这项新技术还可以将建筑构件根据需要制成任意形状,不一定非得是传统的直线形,比如可以让房屋墙面拥有弧形或波浪形的独特外观,既丰富了建筑的美感,又符合经济及环保效益。此外,它还可以在灾区重建、贫民区改造中大显身手。
霍什内维斯教授表示,到2050年,3D打印房子将成为一种成熟的技术,到时候坚固度将不是首要考虑的问题,现在生产的各种高强度塑料建材保证5年至10年的需求是没问题的,而且也达到了住房人群的要求。况且由于成本低廉,过几年换一套是完全可以的。
值得一提的是,;轮廓工艺;技术不仅仅局限在地球使用,还可以运用于外太空。据联合国估计,2050年全球人口将达到史无前例的96亿人,地球居住空间将更为拥挤,荷兰非营利组织;火星一号;从20万报名者中挑出1058人,参加移民火星训练,预计将挑选出24名移民者,2024年分成6个梯次依序升空到火星居住。而人类未来若要移居其他星球,解决住宅问题可谓首要任务。
霍什内维斯教授称,如果未来人类要在月球上建造栖息地,九成建材有望取自月球土壤,而其余材料则或需由宇宙飞船从地球运往月球。由于;轮廓工艺;可以更快速、更环保地批量建造出适合人类居住的建筑,可以预见,随着这项前沿技术趋于纯熟,太空移民有望过着更舒适的生活。
除了建筑物,在生活应用中被举例最多的是利用3D打印技术打印食物,不过,就当前的3D打印技术而言,这种应用的象征意义远大于实际意义。而且利用3D打印技术打印食物,主要取决于食物的原料。
本文摘自罗军著《中国3D打印的未来》(东方出版社)
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