从猪肉打印到车打印

BY 毕晓中

去年因为桌面3D打印机的出现推动了3D打印技术在世界范围内受到关注,其中造车成为热议的话题之一,而且确实有人用3D打印“造”了一辆车出来。但之后,相关话题讨论逐渐沉寂下来。现在,3D打印猪肉的新闻让我们再次对造车的话题产生了兴趣,那么它的实现到底有多大的可能性呢?

Urbee2用3D打印造了什么?

这辆拥有三个车轮、两个座位,扁长圆外形,号称世界上首款3D打印的混合动力车Urbee2虽然将常规汽车成千上万的零部件缩减成只有50个,但也只用3D打印完成了车身及大部分零部件的制造。而最为关键,能够让车可以安全地跑起来的底盘和发动机依然是金属的,依然是用传统工艺制成。此外,该车没有电子系统或安全系统,完全靠打印材料的牢固度来保证安全。由此可见,目前汽车上要“动脑子”并消耗能量的设备是无法用3D打印来实现其功能的。

制作材料和用武之地是关键

研发3D打印猪肉需要的是生物原材料,是不同类型的细胞混合体,公司用来“酿造”的畜肉细胞是通过小型活组织切片获得的,而且还要经过培养来获得足够打印的原材料。

目前3D打印可以用到原材料不多,包括树脂、合金(如镍基铬、钴、铝、钛等)、聚合物、陶瓷、塑料等。但光有原材料还不够,汽车的复杂程度用3D打印作为生产方式显然不太可能。所以,帮助汽车品牌车型研发才是3D打印真正的作用。它能让工程师们加快研发速度,减少研发时间,开发各种新的元件,提高零部件的质量,减少原材料的浪费。现在,已经有不少品牌在用3D打印加速开发车内零部件设计。

3D打印造零部件的优势何在?

3D打印技术的优势在于它的速度快,能代替传统机床技术,但依然无法与数控机床相抗衡。机床加工要经过材料切割、钻孔、碾磨、去毛刺等步骤才能完成工件,而3D打印则可以打造机床所不能处理的复杂形状。另外一个优势在于可以轻松加工中空的元件,制造不特别复杂的元件,生产顶尖的纳米级产品。我们很可能看到未来原型制造的迅速发展、最终取代某些机床加工。而且,3D打印也可选用多种材料,所以发展是多样性的,最有希望的领域包括医疗、耐用消费品、电气和电子产品、航空和其他工程元件。随着材料进步及成本降低,一些不可思议的应用也很有可能成为现实。

3D打印技术原理 

3D打印是对一系列“增材制造”技术的总称。增材制造是指不经过车、铣、钻等传统“减材”切削加工,而是通过堆叠材料来直接形成最终产品的一种制造理念。而打印技术目前有好几种,各有优劣。其中,制造Urbee2的3D打印技术称为熔融沉积成型技术(FDM)。其工作原理是由电脑操控的喷胶枪将塑料在喷头处加热至熔融态,沿着水平面挤压液体,并控制喷洒的量使其均匀铺在工作台上,材料冷却后凝固,一层完成后工作台下降一层,喷胶枪继续运作直至最后成型。

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