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      3D打印技術:開啟一場“可造萬物”的人文革命
      發布時間:2017-03-07???  點擊數:

      3D打印作為數字化、分布式、個性化制造技術的一部分,是非常有影響力的技術。除了新能源革命、信息革命和制造業的革命之外,新工業革命還應當包括人文革命。更長遠地看,我們正在進入一場非常深刻的人文革命,或者人類文明演化的革命。

       

      本報見習記者     陳家運報道

       

      3D打印機已不僅是顛覆傳統的工業制造理念,更改變著人們的生活形態以及思維方式,當一切皆可復制——這種理念被無限傳播,想象力的“潘多拉魔盒”已慢慢地被打開。

      近日,湖南省腫瘤醫院與湖南六新智能科技有限公司成功為一位胸骨腫瘤患者進行3D打印鈦合金胸骨置換術,這是醫療史上神奇的高科技與高超的醫療技術結合。與此同時,卡內基梅隆大學開發出新的3D列印技術,可列印出像人體器官般的柔軟活體組織,此技術有望在器官移植上取得突破,制造出可用的人工心臟。

      3D打印技術由最初的應用于模具制造、工業設計等,到如今的應用于解決人類醫學難題,人與技術結合的越來越緊密,這真正地在印證著凱文·凱利在其著作《失控:全人類的最終命運和結局》中預言到的:“將來,生物和機器將共同擁有的精髓——將把它們和宇宙中所有其它物質區別開來的精髓——是它們都有自我組織改變的內在動力。”

      顛覆傳統工業?開啟想象力?

      出現于20世紀80年代的3D打印技術,在很長的一段時間內,只是作為一種“傳說”在民間流傳,同樣在科技領域,它也只是作為一種“可能”被各國不斷探究。

      在理論上,3D打印技術的核心是將所需成形工件的復雜3D形體通過切片處理轉化為簡單的2D截面的組合,因此不必采用傳統的加工機床和工模具。依據工件的三維計算機輔助設計(CAD)模型,在計算機控制的3D打印機上,沿著高度方向逐層沉積材料,成形工件的一系列截面薄片層,并使片層與片層之間相互粘接,最終堆積成三維工件??焖俪尚沃恍鑲鹘y切削法30%~50%的工時和20%~35%的成本,能直接制作復雜的三維工件。

      然而,在人們還在談論第三次工業革命將以何種形式出現時,3D打印技術已經開始顛覆著傳統工業技術與制造理念。

      特別是近兩年,3D打印產業開始從概念階段向應用階段快速轉變,無論是國內還是國外,相關領域出現了不少引人矚目的新特點。

      首先,3D打印走進院校的步伐開始加速,其次是3D打印在工業市場領域繼續擴張,此外,在生物醫學領域,3D打印技術的進步也是尤為顯著。

      據相關專家介紹,3D打印只有在廣泛的實踐應用中,才能發現3D技術與傳統技術優勢差別。顯然,我國作為全球3D打印產業最大的應用市場,在技術上或許與歐美等發達國家還存在不少差距,但后發優勢明顯潛力巨大。

      需要強調的是,對于科研領域來說,充滿想象力的科技思維是決定科學技術發展的重要前提。隨著3D打印走進各級院校,為年輕一代打開了想象力的“潘多拉”盒子。

      世界3D打印技術產業協會首席執行官羅軍表示,3D打印進學校的步伐明顯加快,國內大概有接近1000所學校不同程度地購買了3D打印機,建立了3D打印教室。

      “太神奇了,打印出來的東西是立體的呢!”11月3日下午,河南省鶴壁市嵩山小學的孩子們看著用學校的3D打印機打出來的“海螺”發出陣陣驚嘆。在電腦上制作好圖紙,用3D打印機就能打印出立體的螺絲、物理模型等,這讓同學們驚嘆不已。據《大河報》報道,為讓學生們了解3D打印技術,接觸前沿科技,該校購買了一臺桌面級3D打印機。該打印機的大小與微波爐相當,通過3D建模軟件設定好實物3D的參數,就可以給各種實物打印3D像。

      而云南則成為全國率先開展中小學3D打印集成系統教學課程的省份?!对颇先請蟆穲蟮婪Q,2016年春季開學,“3D打印集成系統教學課程”將正式進入云南省16個州市109個縣的5365所鄉鎮中小學校,以滿足學生個性化需求,培養學生創意能力。此舉,不僅開全國中小學科普教育的先河,更是加快高新技術產業在云南落地生根的有益探索。

      而嘉興南洋職業技術學院機電工程分院與嘉興微納精密機電科技有限公司,則選擇成立智慧工業分布式制造3D打印人才培養基地。

      嘉興南洋職業技術學院機電工程分院常務副院長徐意告訴記者,作為一項嶄新的高技術,3D技術必將更多地出現在制造業中,更好地服務于企業。該分院開設有機械制造與自動化、機電一體化等專業,應用3D打印機,學生的設計作品可以很方便地變成實物,“這將進一步提升學校的人才培養水平,有效激發學生的學習積極性。”

      有業內人士則向《中國產經新聞》記者表示,3D技術不僅顛覆傳統制造工業,給予年輕人更大的想象空間,更是把你的想象力打印了出來。“只要你能想到,3D打印都可以幫你打印。”

      “一場深刻的人文革命”

      “更長遠地看,我們正在進入一場非常深刻的人文革命,或者人類文明演化的革命。”中科院寧波材料研究院研究員張文武表示,3D打印作為數字化、分布式、個性化制造技術的一部分,是非常有影響力的技術。然而,我認為新工業革命不應當僅僅局限于3D打印。除了前面我們所說的新能源革命、信息革命和制造業的革命之外,新工業革命還應當包括人文革命。

      “我們今天都在提文化創意產業,其商業利益非常濃,但任何工業技術革命的開啟都是從創意與想象力可實現為前提,目前來說,3D打印技術具備了上述基礎,首先從文創開始,并最終滲透到各個工業領域。”上述專家表示。

      而華中科技大學材料學院教授史玉升則認為,這個技術不僅用于工業還可以進入家庭,并改變中國的教育方式。

      “中國傳統文化對教育是非常重視的,如果有了3D打印機,孩子可以脫離網絡,自己創造玩具并把它打印出來。將來3D打印機進入家庭,對孩子的教育特別有幫助。”史玉升說,但現在的問題是,中國的家庭還沒有認識到這個技術,此外,成本還是有點高,還有就是材料安全的問題。

      事實上,3D打印技術已經開始改變了傳統的教學方式,并將孩子們的創意變為現實。

      “我接下來準備打印一個火箭模型,第一步就是建模。”初一13班古源楷向《成都日報》記者介紹說,他打開電腦桌面上“3Dmagic”建模軟件,熟練地挑選出自己所需的錐體、圓柱體、球體、圓環等基本模型,然后輕輕移動鼠標,通過疊加、拼湊、改變大小等操作方式,不到十分鐘,一個簡易卻像模像樣的火箭模型就建成了,下一步,還可以在模型上添加文字。

      “電腦可以直接連接3D打印機進行打印,也可以把模型拷到SD卡里,然后插入3D打印機打印。”古源楷說,無論是建模軟件還是打印機的操作都非常簡單,“學一、兩節課,小學生都會。”他吹響自己打印的哨子,自信滿滿地說:“以后體育課缺個口哨的話,我們就自己打印一個。”

      據了解,在歐美國家,3D打印已經進入各院校,特別是美國。資料顯示,幾乎所有的學校都開設了3D打印課程,美國試圖通過3D打印對青少年進行創新意識和技術手段的培養。

      而在我國,3D打印技術的發展和運用,已上升至國家最高級別的戰略高度。今年的8月21日,中共中央政治局常委、國務院總理李克強主持國務院專題講座,討論的正是加快發展先進制造與3D打印等問題。

      10月19日,在北京出席首屆大眾創業萬眾創新活動周啟動儀式后,國務院總理李克強來到主題展區考察,第一站就是3D打印技術的展位。

      媒體稱,這是今年8月21日國務院舉辦先進制造與3D打印專題講座以來,總理在公開場合再次關注到這一技術。

      數位專家解讀稱,3D打印技術被看作是最新一次工業革命的標志,通過3D打印等數字化制造從根本上轉變制造方式,實現彎道超車。在經濟下行壓力較大、經濟結構調整的今天,它的意義尤其重大。

      在國家層面,決策層希望藉此轉變制造方式,而在民間,已經有一大批青年人的軌跡隨著3D打印技術的到來而發生了變化。

      出生于1995年的深圳男孩吳海鵬便是其中的代表者。吳海鵬作為一名95后,高中階段就組裝了100多臺3D打印機,創建了研發銷售3D打印機的公司?!毒蟆穲蟮婪Q:“年紀輕輕他已經滿面春風地在上海、北京、杭州等地穿梭,運營起自己的公司。”

      從未見識過3D的吳海鵬,在高中時用麥克納姆輪加工才第一次接觸到國內比較少見的3D打印技術。

      從此,吳海鵬被3D打印機迷住了。這也改寫了他未來的道路??吹?D打印機的發展前景后,吳海鵬果斷地組裝了一臺3D打印機。

      而自從他組裝出多臺3D打印機后,很快就有人上門來高價買下。這些人中,有的是動漫公司需要3D打印機制作場景或卡通形象模型的,有醫生,也有純粹的3D模型愛好者。

      其實,吳海鵬只是眾多年輕的3D打印技術追隨者其中的代表者,隨著我國“大眾創新,萬眾創業”的號召,以及國家層面對3D打印技術的全力推進,越來越多的年輕人進入其技術追隨者與技術革新者之列。

      北京中關村科技產業園的“創客”吳曉葵告訴《中國產經新聞》記者,他周圍匯集了來自天南地北的“創客”,在他們心中,充滿對未知世界的好奇和幻想,而同時,也擁有著對科學技術的無限熱愛。

      “作為一名‘創客’,我們勇于挑戰和改變傳統落后的陳規,期待用自己的創新思維去探索和創造新鮮的事物,而3D打印技術為我們提供了最簡潔、最廉價,也是最好的實現方式。”在吳曉葵看來,3D打印讓年輕的創客們更加富有想象力,并通過3D打印技術不斷地實現自己的想法。改變著自己的工作方式,也嘗試著改變這個世界。

      吳曉葵說,不了解3D打印技術,或還沒有真正參與到這個技術的人還在懷疑,但3D打印技術不僅將改變你的世界,更像一場深刻的人文革命。


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