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3D打印:改变世界游戏规则 难题依然存在

导读: 什么是3D打印?服役于第一代007的老款阿斯顿马丁DB5在新版007电影《天降危机》中惊艳亮相,并非汽车从50年前穿越而来,而是3D打印机打印出来的。有人说,3D打印机就像机器猫的口袋,只要你有想象力,它就能帮你“变出”任何东西。

  3D打印技术已被好莱坞广泛应用。以制作星球大战中的尤达大师为例,打印机先逐层打印,每层的厚度为0.1毫米,这样打印出的尤达大师模型不仅拥有令人吃惊的细节,而且比传统方法制造模型简便易行得多。

  本月12日,美国总统奥巴马发表2013年度国情咨文时,再次强调3D打印技术在增加就业、提振经济方面的重要性。他称,这种新技术“革新了关于制造业的一切”。这已经是奥巴马连续两年在国情咨文中提到这种技术。那么,什么是3D打印?服役于第一代007的老款阿斯顿马丁DB5在新版007电影《天降危机》中惊艳亮相,并非汽车从50年前穿越而来,而是3D打印机打印出来的。有人说,3D打印机就像机器猫的口袋,只要你有想象力,它就能帮你“变出”任何东西。

打印未来·难题

  人人都能打印出一把枪

  “真正的挑战是,3D打印机可以被任何人使用,打印出粗制滥造的一次性枪支,用来开几枪,然后扔进垃圾桶里。”

  科技是把双刃剑,无所不能的3D打印机也有值得人们担心的地方。其中,知识产权问题最为严重。学界普遍认为,这将导致比抄袭专利或版权严重得多、而且无法控制的山寨版泛滥。

  此外,还有更加恐怖的武器流通。2月19日,美国《华盛顿邮报》就提出担心:枪都能随便打印了,还如何控枪?日前,出于对政府限枪令的担心,美国30岁的软件工程师雷诺尔成功通过一台咖啡机大小的3D打印机和弹药库零件组装,制造出一把AR-15来复枪。

  无法追溯源头、无法跟踪去向,这给控枪政策和社会治安带来新的挑战。康奈尔大学的3D打印专家利普森担心,当任何人都可以打印出一把一次性枪支,开几枪然后再扔掉,社会该变成什么样子?

  打印未来·原理

  层层复层层地印出一切

  3D打印的步骤,简单说就是扫描、再分层打印。分层技术是3D打印的基本原理,把要打印的物品进行三维扫描或者做出三维模型,电脑会根据这些三维数据,一层一层地打印,这些层叠加到一起,就成为立体物体。3D打印机的“油墨”可以非常多样,从有机物到无机物,几乎所有材料都可以用来进行3D打印,你不需要思考如何制作一个3D产品,计算机软件帮你搞定一切。

  当遇到包含孔洞的复杂结构时,介质中就需要加入凝胶剂或其他物质以提供支撑或用来占据空间。这部分粉末不会被熔铸,最后只需用水或气流冲洗掉支撑物便可形成孔隙。如今可用于打印的介质种类多样,从繁多的塑料到金属、陶瓷以及橡胶类物质。有些打印机还能结合不同介质,令打印出来的物体一头坚硬而另一头柔软。

  此外,人们也可以打印食品,美国康奈尔大学的科学家们已经成功打印出了杯形蛋糕。

  打印未来·影响

  改变世界的游戏规则

  “明天就要出发去月球了,我们的火箭呢?”“在我的U盘里,我马上就去打印出来。”

  工业

  “3D打印机将像蒸汽机、内燃机和计算机一样,开创一个崭新的工业时代。”这是英国《金融时报》的评价。上周,美国总统奥巴马在发表2013年度国情咨文时也表示,3D打印“革新了关于制造的一切”。

  摆脱了传统工厂束缚的叠加工艺可让设计师生产出一些以前被认为制作起来太复杂而不经济的产品。此外,3D打印机有可能打印出整个物品,从而省去了传统制造业中将零部件用螺栓栓住或焊接在一起的步骤,有些3D打印机甚至可以一次性制作出带有可活动部件的机器。

  3D打印未来还有什么发展?美国通用电气全球研发中心研发人员表示:“总有一天,我们会打印出汽车发动机。这将彻底改变汽车制造业。”

  科技

  早在1986年美国人查克·赫尔为他发明的三维立体成型打印机申请专利时,美国《科学》杂志就兴奋地预言,这个技术将改变美国的工业。

  3D打印的确改变了制造业的游戏规则,但还远不止如此,它不仅冲击了传统工业,还渗透到了新兴领域。

  最近,美国航空航天局(NASA)就正在研究用3D打印技术制造出更方便廉价的火箭关键部件。一台大型3D打印机用激光对金属粉末进行融化,然后一点一点地将其焊接在一起。这个异常复杂的过程,能精确地打印出精度很高的零件,除了廉价省时,还能避免人工疏忽造成的瑕疵。NASA预测,打印出的零件最快2017年就可以上天,而迫不及待的美国网民已经编出了上月球前临时打印火箭的笑话。

  民用

  去年11月13日,美国加州的一家生物技术公司用3D打印机制造出血管及心肺部碎片,他们的最终目标是打印出完整的人体器官,这样,器官移植所面临的来源短缺和排斥反应,都将迎刃而解。随着3D技术的发展,诸如荷兰外科医生为一名慢性骨感染的妇女打印了一副全新的钛制下巴等,都早已不是新闻。

  去年年底,美国《时代周刊》公布了2012年最佳发明,一款体积小巧的3D打印机名列其中。虽然看起来离我们还很遥远,但在2011年,全世界就已有接近2.4万人拥有家用3D打印机了。现在,在购物网站eBay上,就可以搜到售价在2000美元以下的家用3D打印机。有一天,它将像电视机一样,走进每一户寻常人家。

  至于普通人能用它来做什么,除了可以发挥孩子无穷无尽的创造力,让他们打印各种个性化的玩具以外,3D打印机还可以为你制造各种日用品。当你想要一个新杯子时,你不用跑去超市,只需在电脑上设定程序,选定颜色和材质,就可以马上拥有。

  打印未来·应用

  汽车

  2011年,世界首款“打印汽车”亮相,这款被命名为“Urbee”的打印汽车并不会在短时间内分解,至少可以使用30年。它采用汽油和电力混合发动机,使这款汽车成为世界上最环保的汽车之一。专家称,Urbee汽车仅使用类似大小的普通汽车八分之一的能量,在高速公路上每加仑汽油可行驶200英里。通常情况下,城市居民驾驶Urbee汽车用每加仑汽油可行驶100英里,设计该汽车的加拿大侯尔生态学公司主张它可以作为人们日常生活的交通工具。

  汉堡包

  来自荷兰的研发团队打印出的汉堡包,可精确地控制肉的厚度和形状。唯一的缺点是:一个3D打印的汉堡会花掉你30万美元。

  房屋

  荷兰的建筑学家简加普·鲁基森纳斯将3D打印的实用领域上升到了一个新的高度,他希望利用3D打印技术打印出一所房屋,并计划于2014年完工。鲁基森纳斯计划是打印出6×9个由沙和无机结合料组成的房屋骨架,然后利用纤维混凝土材料填充骨架,而最终的成品将会是一座拥有流线型设计的两层建筑。

  鲜肉

  美国硅谷亿万富翁彼得·泰尔热情投资的新鲜项目:用3D打印技术生产鲜肉。打印出的人造肉,鲜肉组织可在糖类物质构成的框架上生长,口感与真肉十分相近。

  鞋

  时尚界预测,在未来10年左右,人们就能够在家中“打印”出令自己百分百满意的鞋子——这种方法不仅便捷,而且还非常实惠。人们只需要登录提供3D打印产品的网站,选中自己中意的样式,并将其下载下来,然后可立即“打印”出这款产品。

  枪

  打印出的AR-15来复枪部件,虽然看着简陋,却可以迅速拼装成能发射子弹的武器。

  人造耳朵

  美国康奈尔大学研究人员本月20日在《公共科学图书馆综合卷》上发表报告称,他们利用牛耳细胞在3D打印机中打印出人造耳朵,可以用于先天畸形儿童的器官移植。3D打印人造耳朵的优势在于能够个性化“定制”,以帮助失去部分或全部外耳的人士。

  打印未来·国内 概念炒作意犹未尽

  “与3D打印有关的战略规划正在研究制定中,有望于今年两会后公布”

  作为一种新型生产方式,3D打印技术被认为是“能够促成第三次工业革命”的力量。随着国内众多企业纷纷参与到3D打印技术的研究和应用中,资本市场对3D打印领域的追捧热情也日益高涨,为3D打印概念股的上涨起到推波助澜的作用。

  众所周知,近年来中国在精密仪器及设备制造领域取得长足进步,但距欧美等发达国家的水平仍存在一定差距,3D打印技术恰恰为中国制造业进一步缩短与发达国家精密制造领域之间的差距提供了可能。去年,工信部高官公开表示“支持发展增材制造技术”,并称正在规划研究与3D打印有关的战略,预计将于今年两会后公布。

  政策的支持和美好的产业发展前景,无疑为3D打印概念股插上了股价上涨的翅膀。目前国内已经有很多企业加入到3D打印技术的研究和应用中来。其中,以南风化工(300004)、银邦股份(300337)、大族激光(002008)、中航重机(600765)、华中数控(300161)、苏大维格(300331)、光韵达(300227)、宏昌电子(603002)等上市公司为典型代表。尽管这些公司介入3D打印领域的时间并不太长,但在喧嚣的股市中,却足以留下一抹靓丽的色彩。

  以南风股份为例,作为国内3D打印技术的领军者,公司于去年8月25日发布公告称,子公司南方风机研究所将投资“重型金属构件电熔精密成型技术项目”,总投资1.68亿元。该项目就是国际上流行的3D打印技术,预计项目投产后,年销售收入将达5亿元,净利润为1.2亿元。

  在介入3D打印技术领域后,南风股份的股价表现十分给力。该股股价在去年12月4日见底13.53元之后,一路扶摇直上,至今年1月21日以涨停价创下阶段性高点24.54元,在一个半月的时间里累计涨幅达81.37%,远远跑赢本轮上证综指25.41%的最大涨幅。尽管2月21日沪深股市大跌,但该股股价仍在上午逆势大涨3.56%。

  在3D打印概念股中,南风股份并不是在孤独地绽放,其他概念股的表现同样不可小觑。自去年12月4日以来的这轮上涨中,银邦股份最大涨幅为46.82%,大族激光最大涨幅达83.41%,中航重机最大涨幅达201.72%,华中数控最大涨幅为56.97%,苏大维格最大涨幅为66.51%,光韵达最大涨幅为90.07%,宏昌电子最大涨幅为86.85%。

  3D打印概念股的完美表现,恰恰映衬出3D打印技术在中国经济发展中具备的令人无限遐想的巨大空间!

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