童程童美少兒編程教育

                                                            少兒編程 > 文章資訊 > 3D打印 > 全球正在研發的七大3D打印尖端技術

                                                            全球正在研發的七大3D打印尖端技術

                                                            童程童美 2016-09-23

                                                            今年,在全球3D打印創新熱潮的帶動之下,3D打印技術不斷取得新的突破,在世界科技產業越來越受到青睞。其中,我國的3D打印“三大世界第一”可謂是搶盡了風頭,世界最大增材制造設備,最尖端發動機制造技術以及世界首次“三位一體化”3D打印新技術令世界3D打印產業為之驚嘆。

                                                            摘要

                                                            今年,在全球3D打印創新熱潮的帶動之下,3D打印技術不斷取得新的突破,在世界科技產業越來越受到青睞。其中,我國的3D打印“三大世界第一”可謂是搶盡了風頭,世界最大增材制造設備,最尖端發動機制造技術以及世界首次“三位一體化”3D打印新技術令世界3D打印產業為之驚嘆,也讓世界各國看到了中國潛心多年發展高科技獲得的偉大成果。

                                                            然而,其他各國也不甘落后,美國雷神公司的3D打印導彈技術,NASA的3D打印月球基地以及俄羅斯的太空3D生物打印機。雖然這些技術仍在研發當中,但讓我們看到了一個充滿生機與活力的3D打印產業。也正是這些無形的競爭與賽跑,開啟了全球3D打印產業新世界的大門!

                                                            1.NASA的月球3D打印房屋

                                                            最近,美國南加州大學的工程學教授Behrokh Khoshnevis與NASA進行密切合作,他們將針對在月球上建造房屋這一項目進行更深入的探討并制定可行的方案,稱這種技術為“輪廓工藝”,他基本上是由3D打印的混凝土快速建立一棟房子,這種新概念的輪廓工藝或許會在不久的將來實現。

                                                            全球正在研發的七大3D打印尖端技術

                                                            據稱,他們最初步的想法是,在月球上也建造和地球上一樣的房屋。使用3D打印機來建造的話速度會很快,可以采取直接打印的方式,也可以采用在地球上打印好,再拿到月球上組裝。這項計劃已經進行到了第二部分,將為期兩年,投資50萬美元。雖然他們并不知道何時才能看到月球上真正有房屋建成,但是科學家們的探索無疑會解決一部分居住問題。

                                                            2.砌磚3D打印機器人

                                                            最近,一家澳大利亞公司Fastbrick Robotics開發的Hadrian 105機器人占據了各大科技新聞的頭條。據稱,這款機器人能夠以每小時225塊磚的速度砌磚,如果人要砌這些磚的話,估計要用半天。不過這還不是全部,據了解,Fastbrick Robotics目前正在Hadrian 105的基礎上開發一款更大更快的機器人Hadrian X。

                                                            據悉,該公司將這些機器人稱為“3D自動機器人砌磚技術(3D automated robotic bricklaying technology)”。這似乎并不是我們所習慣于看到的3D打印技術,因為在這里磚已經被制造好了——不需要擠出或者燒結。但是有一點,它仍然需要在計算機輔助設計的幫助下完成3D對象(在這里主要是建筑物)的構建。整個過程是自動化的。磚塊通過傳送帶沿著長長的機械臂或伸縮臂傳送,然后會有一個爪狀的設備將它們抓起并在激光導引系統的幫助下整齊地排列,整個過程完全不需要人類參與。

                                                            這種系統有著大量的有點——可以縮短時間、減少成本、并減少浪費,而且更加安全。其可調臂可容納任何尺寸的磚塊,而且它也非常精確。與當前的Hadrian 105機器人相比,預計Hadrian X的性能還將大幅改進,其砌磚速度將會達到每小時1000塊磚,所有必要的材料將由與這個機器人連在一起的一輛卡車送到建筑工地上。

                                                            3.俄羅斯將造太空3D生物打印機

                                                            2016年8月1日,俄羅斯聯邦航天局(Roscosmos)旗下的國有企業聯合火箭航天公司(URSC)宣稱,該公司已經與該國的3D Bioprinting Solutions公司簽署了一份協議,合作開發一款可以在零重力環境下運行的磁性3D生物打印機,根據計劃,這款3D生物打印機將會在2018年被送到國際空間站中使用。

                                                            據了解,這個項目中的科研部分將由3D Bioprinting Solutions公司的科學總監Vladimir Mironov領導。據悉3D Bioprinting Solutions是Skolkovo創新中心的入住企業。實際上,這家公司我們之前也曾經報道過,該公司在去年號稱首次3D打印出甲狀腺,并將其移植到老鼠身上。

                                                            與此同時,3D Bioprinting Solutions的Youssef Hesuani認為,這個項目也可能影響到地球上的醫療技術。這是一個在組織工程和再生醫學領域尋求新方法和技術的獨特機會,他說。更重要的是,3D Bioprinting Solutions相信他們的技術可以加快人造人體組織和器官的發展。

                                                            4.雷神公司正嘗試用3D打印造導彈

                                                            在美國亞利桑那州Tucson,雷神(Raytheon)公司設計部門的工程師們正在對3D打印的導彈部件進行測試。這家美國國防承包商認為,盡管如今增材制造還只能取代某些部件的制造,但有一天他們相信會讓它可以3D打印整個導彈。

                                                            3D打印造導彈

                                                            據了解,自從最近購買了一套商業3D打印機之后,雷神公司幾乎沒有機會關上機器,該公司的設計工程師團隊一直在嘗試用各種新的方式來制造導彈部件。雷神導彈系統公司總裁Taylor Lawrence認為,3D打印機將很快被用在前線為導彈提供零部件,這將改變戰術,消除供應鏈問題,極大地加快備件更換過程。

                                                            然而,在此期間,工程師必須確定哪些導彈部件可以比較安全有效地使用3D打印來替代。目前已經確認的只有少數零部件,但雷聲公司正試圖完全跳出來,在更高的角度來考慮整個制造過程的時間和成本的削減。該公司甚至正在研究其導彈制導系統、印刷電路,以及雷達微波組件應用3D打印技術的可能性。

                                                            在今年早些時候,雷神公司就宣布,它將使用3D打印技術來提升其武器系統,為此它加入了一個更廣泛的武器制造商集團尋求將增材制造的力量用于軍事。比如BAE Systems公司最近就提出了“Chemputer”——一種可以3D打印軍用無人機的化學增材制造系統的設想;而韓國空軍去年宣布,它將把3D打印部件納入其戰斗機引擎。

                                                            5.Techshot將3D打印真正的活體心臟

                                                            近日,來自美國印第安納州的一家名為Techshot的公司正在努力將3D打印活體心臟變為現實。據了解,這家公司主要致力于為美國宇航局(NASA)、國防部和其他組織開發尖端儀器。它是John Vellinger在28年前幫助成立的,如今Vellinger是該公司的副總裁兼首席運營官。

                                                            迄今為止,盡管3D打印技術已經經歷了很長的路,我們能夠看到各種各樣的3D打印零件、產品、玩具、植入物假體等,但是要打印出器官依然很難。為此,Techshot別出心裁,正在與另外兩家公司合作,希望能夠在太空零重力狀態下創建一顆人類的心臟。

                                                            最近,該研究團隊把他們的設備帶到了奧蘭多和并成功地在零重力模擬器中對它進行了測試。他們認為,重力是地面上的一個阻礙,在太空里由于沒有重力,就為制造一個更加完美的結構創造了機會。他們預測到2024年,將從太空帶回一個可移植的器官。

                                                            6.俄羅斯正開發帶3D打印發動機的無人機

                                                            近日,據俄羅斯《消息報(Izvestia)》稱,俄羅斯航空材料研究所(All-Russian Institute of Aviation Materials,VIAM)正在和俄羅斯高等研究基金會(Foundation for Advanced Research,FPI)一起開始建造一個由VIAM的小型3D打印引擎驅動的無人機。

                                                            VIAM從2015年開始進入3D打印領域,并為由航空發動機制造商Aviadvigatel開發的下一代PD-14渦輪風扇噴氣發動機制造燃燒室旋流器。VIAM的小型燃氣渦輪發動機發布于今年6月下旬,VIAM說那時發動機已經用3D打印部件組裝好了。增材制造工藝的制造速度比傳統工藝快30倍。據VIAM說,發動機原型重900克,并提供了一個75公斤的推力。在質量沒有顯著增加的前提下,發動機的推力有可能被增加到150公斤。

                                                            據FPI的副會長Alexander Panfilov說,VIAM和FPI將繼續進行3D打印實驗并推動俄羅斯增材制造業的發展。

                                                            7.日本正開發3D打印血管與神經技術

                                                            近期,日本佐賀大學正在探討將iPS細胞(人體誘導多功能干細胞)培育出的細胞群打印成管狀結構,制成血管。京都大學利用3D打印技術制成包裹著神經的筒狀組織,并將其移植到實驗鼠身上,實現了神經的再生。日本政府預計到2020年前后,iPS細胞將可用于治療心臟病等疾病,正在加緊掌握與人體組織形狀相近的人造立體組織移植技術。

                                                            佐賀大學教授森田茂樹的研究團隊將人類iPS細胞培養出可發育成血管的細胞群,并在多排細針組成陣列的微型基座上層層串起細胞,最后打印出長2厘米,直徑5毫米的管狀結構。將管狀結構細胞從細針上取下,內部使用培養液貫穿。數天后分化成不同種類的細胞會在內壁形成細胞層,最終形成血管。今后將在豬身上進行血管移植實驗。

                                                            而京都大學副教授池口良輔的研究團隊使用可分化成皮膚等組織的細胞,制成長8毫米,直徑3毫米的管狀結構。將其移植到被切除部分神經的實驗鼠的創口處,8周后管內產生了神經連接,老鼠恢復行走能力??梢?,筒狀構造可培育長成神經的細胞,促進神經再生。計劃3年后將該技術投入臨床研究階段。

                                                            結語:隨著這些新型3D打印前沿技術的發展逐漸成熟,未來我們將走進一個嶄新的世界。

                                                            曰本高清一本道无码av-日本电影100禁在线看官网一本道色情免费网_成人福利视频在线观看