3D打印应用案例

食品行业食品行业是3D印发展方向之一，例如：近日，在正在举办的SXSW音乐盛典上（SXSW是英文SouthBySouthwest（西南边的南边，这是德州的地理位置）的简写。这是一个每年都在美国德克萨斯州(Texas)举办的可能是世界上规模最大的音乐盛典），奥利奥公司就推出了一台3D打印饼干自动售货机，能让参加SXSW的观众和表演者打印出各种定制口味的奥利奥饼干。通过一块触控屏来选择喜欢的口味，而在选择完毕之后，自动售货机便会按照用户的意愿制造出一块定制口味的饼干。此外，用户不仅可以选择饼干的种类，而且还可以尝试混合口味的夹心奶油，自动售货机可以将两种不同口味的奶油通过螺旋的方式混合到一起，从而带来更好的口感。例：在今年2月2日和9日举办的“赠送超高档肖像巧克力”体验活动上（东京涩谷“FabCafe”与K'sDesignLab联合主办），参与者首先扫描自己的相貌，获得3D数据，然后利用3D打印机制作原型把原型转印到硅胶模后，只需注入巧克力待其凝固，即可得到酷似自己长相的巧克力,参加的近20位女性都是从未接触过3D打印机的普通消费者。通过3D打印机，以前无法想象的服务也可以提供给一般消费者。文物保护3D打印技术多用于艺术创作、文物复制、数字雕塑等。今年2月2日～3月17日举办的“惊天博物馆藏品展——好奇心穿越时空、跨越世界”（明治大学博物馆、南山大学人类学博物馆、名古屋市博物馆联合策划）展出了埼玉县砂川遗迹出土的旧石器时代石器（日本国家指定重要文化财产）。主办单位利用3D打印机制作了石器的复制品，提供给观展者提供了亲手触摸。考古学、文化财产等领域同样是3D打印机活跃的舞台。医疗行业在医学领域的应用近几年来，人们对3D打印技术在医学领域的应用研究较多。以医学影像数据为基础，利用3D打印技术制作人体器官模型，对外科手术有极大的应用价值。给病人家属或者医学院学生讲解病情机理的时候将会变得更加具体。3D打印模型可以1：1比例复制身体结构，在给患者和家属讲述病情时，可以更直观，提升沟通的有效性，避免误会的产生。另外，还能让手术医生在模型上进行术前演练，提高手术技巧。例：天津港“8·12”爆炸伤员骨盆严重骨折，就是先按照一比一比例实施了先进的3D打印，复原了整体的骨盆，制定了周密的手术方案，最后成功完成了髋臼后壁重建手术。例2：日前，北京大学研究团队成功地12岁男孩明浩身上植入了3D打印脊椎，这属全球首例。据了解，这位小男孩的脊椎在一次足球受伤之后长出了一颗恶性肿瘤。为了阻止癌细胞的扩展，医生不得不选择移除掉肿瘤所在的脊椎。不过这次的手术比较特殊的是，医生并未采用传统的脊椎移植手术，而是尝试先进的3D打印技术。列3:据香港《新报》报道，广东揭阳市一名27岁李姓女子，不幸患上入侵性巨大肩胛骨肿瘤，如不根治，恐要截肢。深圳市第二人民医院近日首次成功利用3D打印技术，精确制出钛合金肩胛骨假体，切除肿瘤后再将假体植入，让李女成为深圳第一名“铁肩女”。据悉，这次手术医疗花费约10万元人民币，李女本月初接受手术后，一、两天便可出院，预计半年后可完全恢复正常生活。建筑设计建筑模型的传统制作方式，渐渐无法满足高端设计项目的要求。全数字还原不失真的立体展示和风洞及相关测试的标准，现如今众多设计机构的大型设施或场馆都利用3D打印技术先期构建精确建筑模型来进行效果展示与相关测试，3D打印技术所发挥的优势和无可比拟的逼真效果为设计师所认同。例1：2012年1月，美国航天局（NASA）出资与美国南加州大学合作，最新研发出的“轮廓工艺”3D打印技术，“倾倒混凝土层在机器人铲子平整硬化混凝土的任何所需角度。其他的机器人功能将安装水管、电线、和其他设施的建筑建造”，BehrokhKhosnevis还表示，每隔20秒他就可以建立一个平方英尺的墙。24小时内就可以印出大约232平方米的两层楼房，并且单位面积的承重能力也是标准混凝土的三倍。例2:2013年1月，荷兰设计师JanjaapRuijssenaars计划采用3D打印技术建造的房屋将在2014年建成。这座仿莫比乌斯环的3D打印房屋，力求“完成人力建造办不到的事”。例3：2013年1月，欧洲航天局已着手同建筑公司Forster+Parterners联手研发在月球打印一座空间站的项目。计划利用月球现成的土壤及其他材料通过3D打印技术将其制成建筑材料，进而完成空间站的建设。例4:2013年2月，英国设计师SoftkillDesign正着手使用3D打印技术建造大批量民用住房。这些房屋以骨骼架构为原型，以纤维尼龙为结构——制作所有的部件需要三个星期，组装起来则只需要一天。例5：2013年7月，中国3D打印创新中心正式启动，计划选择10个工业城市集中建设3D打印技术产业创新中心。预计三年左右，国内3D打印产值可能达到百亿元。3D打印颠覆认知，改变建筑。制造业例如玩具制作等传统的模具制造领域，往往模具生产时间长，成本高。将3D打印技术与传统的模具制造技术相结合，可以大大缩短模具制造的开发周期，提高生产率，是解决模具设计与制造薄弱环节的有效途径。3D打印技术在模具制造方面的应用可分为直接制模和间接制模两种，直接制模是指采用3D打印技术直接堆积制造出模具，间接制模是先制出快速成型零件，再由零件复制得到所需要的模具。航空航天航空航天设备设备制造是3D打印最具前景的应用领域之一。对比传统制造方式，3D打印在航空航天装备制造方面优势颇多。首先，航空航天装备关键零部件的外形和内部结构通常较为复杂，铸造、锻造等传统制造工艺难以精准加工，而3D打印的加工过程则不受零件复杂程度所限；其次，航空航天装备对材料的性能和成分要求十分严苛，3D打印技术可以轻松地加工高熔点、高硬度的高温合金、钛合金等难加工材料，且3D打印加工过程中对材料的利用相对充分，可以显著降低制造成本；再次，3D打印成型后的近件已十分接近成品要求，不需或仅需少量后续加工，可有效缩短零部件生产周期，满足航空航天产品的快速响应需求。此外，在航空航天领域，重大装备造价昂贵，如果使用过程中出现零部件损坏或零件尺寸不合要求等问题，将造成很大经济损失。此时，利用3D打印技术修复零部件破损部分，使整体装备快速投入使用，是不错的选择。近期，国内外在此领域的研究屡有突破。国内方面，中国航天科技集团公司与上海航天技术研究院联合研制出一款多激光3D打印机，目前已成功打印出卫星星载设备的光学镜片支架、飞机研制过程中用到的叶轮等构件。这些构件有的形状极其不规则，有的微小而复杂，如果采取传统加工技术，不仅造价昂贵、废品率高，甚至难以加工生产。而这台3D打印机很快就能打印出来。国外方面，美国航空航天和军火承包商AerojetRocketdyne日前成功完成MPS-120CubeSat（MPS-120）高冲击可适应模块推进系统的点火试验，这意味着3D打印的肼集成推进系统将可为微型CubeSat卫星提供动力。相比之下，国外3D打印技术在该领域的应用较国内更为成熟，但毋庸置疑，航空航天产业对3D打印技术的提振作用却是放之四海而皆准的。