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或许只是南柯一梦 4D打印的那些事儿

字号+ 作者:新闻小编 来源:未知 2019-10-21 15:13 我要评论( )

:伴随着以数字化为核心的第三次工业革命浪潮到来,3D打印机被誉为2012年八大发明之一,是继蒸汽机、电脑、互联网后......

  伴随着以数字化为核心的第三次工业革命浪潮到来,3D打印机被誉为2012年八大发明之一,是继蒸汽机、电脑、互联网后又一项伟大的创造,美国甚至把3D打印技术作为本国制造业浴火重生的希望。然而就在大家开始琢磨打印个苍老师的时候,4D打印的横空出世,让不少人头脑有点乱,这又是何方神器呀。

  据媒体报道,2月26日,在加利福尼亚举行的TED大会上,来自麻省理工大学的设计师、工程师、电脑科学家思凯乐特比特率先提出了4D打印技术。这项技术的核心就是打印出一样物品后,可以自动适应环境然后变化形状。

  4D打印试验

  在发布会上,他简单演示了4D打印技术的应用。在将一根类似绳子的材料放入水中后,绳子自动开始变形,逐步变成了之前预定的形状,这个看似神奇的变化,其实是通过给材料的不同部分编写程序来实现的。思凯乐特比特表示,我们所想表达的意思是,你可以设计了一些东西,打印出来后,会自动变形和发展,这种感觉就像是很自然地给这些打印材料注入灵性。

  大胆设想一下,如果水管能够自我延伸,应对不同的需求和流量,这样就能够省掉挖掘街道的步骤。如果你在宜家买到一把椅子,然后把它放到你的屋子里,这把椅子竟会自我组装。有网友想象更大胆,未来购物,打开包装,它就会自动变成完整的大衣柜、汽车。听起来真有些不可思议,这会是真的吗?

  4D打印材料是关键

  实际上,4D打印比3D打印多了一个D也就是时间轴。绳状物体中复合了两种核心材料,一种合成聚合物在水中可膨胀至超过原体积的两倍,另一种聚合物则在水中可变得刚硬。按照设计图将两种材料复合,吸水的物质膨胀,驱动接头处移动,从而创造出预先设定的几何变形。变形速度主要取决于水温和吸水材料的属性,这个变化过程不可逆。

 

 4D打印的东东可在一定时间内自动成型?

  如果4D打印真的商用,将会让快速建模有了根本性的转变,3D打印必须预先建模、扫描,之后使用物料打印出产品,而4D打印直接将设计内置到物料当中,简化了从设计理念到实物的造物过程,让物体能自动创造,不需要连接任何复杂的机电设备。

  4D打印的材料究竟是怎样的?

  然而经过我们一番深入的了解,一盆冷水泼到脚。麻省理工学院4D打印研究小组的成员Andrew Manto接受采访时就表示,目前受到3D打印机、打印材料以及技术成熟程度等因素影响,4D打印只是停留在一个概念,仍处于研发状态。

  而从特比特对外公布的一些文字材料来看,4D打印技术未从概念转化为真正的产业应用,他们只是接触到很肤浅的层面,关于可再生、可展开材料的很多问题都没有搞清楚,还没有寻找到水以外的能量来源,所以实验仅仅在结构简单、体积很小的吸管状物体上进行。至于很多媒体上提到的形状记忆合金,只是一种在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形,恢复其变形前原始形状的合金材料。

  早在上世纪60年代,科学家在就观察到其具有宏观形状变化的记忆效应,但它并不是4D打印的菜,因为形状记忆合金是在特定外部条件下回归原来的形状,而不是被制造,完全两回事。

  3D打印在降温

  通常来说,传统制造技术是减材制造技术,3D打印却是反其道行之的增材制造技术。此前业界把3D打印技术看成是第三次工业革命最具标志性的生产工具,各种新闻轮番轰炸,在百度搜索关键字3D打印,从打印器官、汉堡到房子、飞机、冲锋枪,3D打印俨然已是美国科幻作家罗伯特希克利笔下的万能制造机。

 

 3DSystem公司股价暴跌

  在各种数据面前,泡沫终究要破的。去年全球3D打印产业的总产值是17.2亿美元,不到制造业总GDP的0.01%。根据中国最早从事3D打印研究的中国工程院院士卢秉恒估算,即便3D打印保持每年30%以上的速度增长,到2020年全世界3D打印产业的总产值也只有50-60亿美元,到目前为止,国内真正能从事3D打印机研发生产的企业不超过5家,剩下的只不过是小作坊而已,产品精度远达不到商用要求。

  今年2月14日,做空机构美国香橼公司发布了针对3D打印龙头美国3D系统公司的报告,指出3D系统公司通过自己的鼓吹以及某些财经资讯网站的摇旗呐喊,故意夸大3D打印技术的发展程度,导致3D打印机厂商股价出现严重泡沫。

  报告对3D系统公司为波音公司F-18战机提供零部件的说法提出了质疑,称3D系统公司未能向波音公司提供任何金属零部件,也未能因此而获得任何收入,而对于3D系统公司CEO所称的公司打印机生产的大约90个不同的零件安装在F-18战斗机上,实际上是一家名为RMBProducts的公司从二级市场上购买了3D系统公司的打印机产品,在经过人为二次手工改装后,为F-18战机提供了零件。

  股价更能说明问题,3D系统公司股价2011年基本徘徊在15美元左右,进入2012年后,持续走高。至今年1月下旬,已经创纪录的达到69美元,涨幅超过300%。另一家掌握3D打印核心技术的Stratsys公司涨幅更为惊人,股价从20美元启动,在一年多的时间里持续上涨,至2013年1月下旬,最高已上涨至92美元,涨幅达360%。

  然而随着3D技术在欧美国家的急速降温,最近一个多月来,3D系统公司和Stratsys公司股价如坐上过山车般,出现直线下滑。截至上周末,3D系统公司已从近70美元的最高点横遭腰斩,下跌至32.92美元,而Stratsys公司的跌幅也达到23%。

 

 战斗机的部件由3D打印而成这一说法受到质疑

  3D打印虽然全能,但昂贵的费用和技术以及材料上的缺陷是其软肋,这是不能回避的。

  从目前市场情况来看,民用3D打印机售价在1万元以内,而用于原型制造和大型结构件直接制造的3D打印机售价从100万到1500万不等,成本难降、打印时间过长、在精度上难以与传统方法媲美,是3D打印机眼下必须的解决的问题,否则要想成为主流很难,至于4D打印,暂时就当它是科幻片中的一个插曲吧。

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