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3D打印技术:开启一场“可造万物”的人文革命

3D打印机已不仅是颠覆传统的工业制造理念,更改变着人们的生活形态以及思维方式,当一切皆可复制——这种理念被无限传播,想象力的“潘多拉魔盒”已慢慢地被打开。

近日,湖南省肿瘤医院与湖南六新智能科技有限公司成功为一位胸骨肿瘤患者进行3D打印钛合金胸骨置换术,这是医疗史上神奇的高科技与高超的医疗技术结合。与此同时,卡内基梅隆大学开发出新的3D列印技术,可列印出像人体器官般的柔软活体组织,此技术有望在器官移植上取得突破,制造出可用的人工心脏。

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3D打印技术由最初的应用于模具制造、工业设计等,到如今的应用于解决人类医学难题,人与技术结合的越来越紧密,这真正地在印证着凯文·凯利在其著作《失控:全人类的最终命运和结局》中预言到的:“将来,生物和机器将共同拥有的精髓——将把它们和宇宙中所有其它物质区别开来的精髓——是它们都有自我组织改变的内在动力。”

颠覆传统工业?开启想象力?

出现于20世纪80年代的3D打印技术,在很长的一段时间内,只是作为一种“传说”在民间流传,同样在科技领域,它也只是作为一种“可能”被各国不断探究。

在理论上,3D打印技术的核心是将所需成形工件的复杂3D形体通过切片处理转化为简单的2D截面的组合,因此不必采用传统的加工机床和工模具。依据工件的三维计算机辅助设计(CAD)模型,在计算机控制的3D打印机上,沿着高度方向逐层沉积材料,成形工件的一系列截面薄片层,并使片层与片层之间相互粘接,最终堆积成三维工件。快速成形只需传统切削法30%~50%的工时和20%~35%的成本,能直接制作复杂的三维工件。

然而,在人们还在谈论第三次工业革命将以何种形式出现时,3D打印技术已经开始颠覆着传统工业技术与制造理念。

特别是近两年,3D打印产业开始从概念阶段向应用阶段快速转变,无论是国内还是国外,相关领域出现了不少引人瞩目的新特点。

首先,3D打印走进院校的步伐开始加速,其次是3D打印在工业市场领域继续扩张,此外,在生物医学领域,3D打印技术的进步也是尤为显著。

据相关专家介绍,3D打印只有在广泛的实践应用中,才能发现3D技术与传统技术优势差别。显然,我国作为全球3D打印产业最大的应用市场,在技术上或许与欧美等发达国家还存在不少差距,但后发优势明显潜力巨大。

需要强调的是,对于科研领域来说,充满想象力的科技思维是决定科学技术发展的重要前提。随着3D打印走进各级院校,为年轻一代打开了想象力的“潘多拉”盒子。

世界3D打印技术产业协会首席执行官罗军表示,3D打印进学校的步伐明显加快,国内大概有接近1000所学校不同程度地购买了3D打印机,建立了3D打印教室。

“太神奇了,打印出来的东西是立体的呢!”11月3日下午,河南省鹤壁市嵩山小学的孩子们看着用学校的3D打印机打出来的“海螺”发出阵阵惊叹。在电脑上制作好图纸,用3D打印机就能打印出立体的螺丝、物理模型等,这让同学们惊叹不已。据《大河报》报道,为让学生们了解3D打印技术,接触前沿科技,该校购买了一台桌面级3D打印机。该打印机的大小与微波炉相当,通过3D建模软件设定好实物3D的参数,就可以给各种实物打印3D像。

而云南则成为全国率先开展中小学3D打印集成系统教学课程的省份。《云南日报》报道称,2016年春季开学,“3D打印集成系统教学课程”将正式进入云南省16个州市109个县的5365所乡镇中小学校,以满足学生个性化需求,培养学生创意能力。此举,不仅开全国中小学科普教育的先河,更是加快高新技术产业在云南落地生根的有益探索。

而嘉兴南洋职业技术学院机电工程分院与嘉兴微纳精密机电科技有限公司,则选择成立智慧工业分布式制造3D打印人才培养基地。

嘉兴南洋职业技术学院机电工程分院常务副院长徐意告诉记者,作为一项崭新的高技术,3D技术必将更多地出现在制造业中,更好地服务于企业。该分院开设有机械制造与自动化、机电一体化等专业,应用3D打印机,学生的设计作品可以很方便地变成实物,“这将进一步提升学校的人才培养水平,有效激发学生的学习积极性。”

有业内人士则向《中国产经新闻》记者表示,3D技术不仅颠覆传统制造工业,给予年轻人更大的想象空间,更是把你的想象力打印了出来。“只要你能想到,3D打印都可以帮你打印。”

“一场深刻的人文革命”

“更长远地看,我们正在进入一场非常深刻的人文革命,或者人类文明演化的革命。”中科院宁波材料研究院研究员张文武表示,3D打印作为数字化、分布式、个性化制造技术的一部分,是非常有影响力的技术。然而,我认为新工业革命不应当仅仅局限于3D打印。除了前面我们所说的新能源革命、信息革命和制造业的革命之外,新工业革命还应当包括人文革命。

“我们今天都在提文化创意产业,其商业利益非常浓,但任何工业技术革命的开启都是从创意与想象力可实现为前提,目前来说,3D打印技术具备了上述基础,首先从文创开始,并最终渗透到各个工业领域。”上述专家表示。

而华中科技大学[微博]材料学院教授史玉升则认为,这个技术不仅用于工业还可以进入家庭,并改变中国的教育方式。

“中国传统文化对教育是非常重视的,如果有了3D打印机,孩子可以脱离网络,自己创造玩具并把它打印出来。将来3D打印机进入家庭,对孩子的教育特别有帮助。”史玉升说,但现在的问题是,中国的家庭还没有认识到这个技术,此外,成本还是有点高,还有就是材料安全的问题。

事实上,3D打印技术已经开始改变了传统的教学方式,并将孩子们的创意变为现实。

“我接下来准备打印一个火箭模型,第一步就是建模。”初一13班古源楷向《成都日报》记者介绍说,他打开电脑桌面上“3Dmagic”建模软件,熟练地挑选出自己所需的锥体、圆柱体、球体、圆环等基本模型,然后轻轻移动鼠标,通过叠加、拼凑、改变大小等操作方式,不到十分钟,一个简易却像模像样的火箭模型就建成了,下一步,还可以在模型上添加文字。

“电脑可以直接连接3D打印机进行打印,也可以把模型拷到SD卡里,然后插入3D打印机打印。”古源楷说,无论是建模软件还是打印机的操作都非常简单,“学一、两节课,小学生都会。”他吹响自己打印的哨子,自信满满地说:“以后体育课缺个口哨的话,我们就自己打印一个。”

据了解,在欧美国家,3D打印已经进入各院校,特别是美国。资料显示,几乎所有的学校都开设了3D打印课程,美国试图通过3D打印对青少年进行创新意识和技术手段的培养。

而在我国,3D打印技术的发展和运用,已上升至国家最高级别的战略高度。今年的8月21日,中共中央政治局常委、国务院总理李克强主持国务院专题讲座,讨论的正是加快发展先进制造与3D打印等问题。

10月19日,在北京出席首届大众创业万众创新活动周启动仪式后,国务院总理李克强来到主题展区考察,第一站就是3D打印技术的展位。

媒体称,这是今年8月21日国务院举办先进制造与3D打印专题讲座以来,总理在公开场合再次关注到这一技术。

数位专家解读称,3D打印技术被看作是最新一次工业革命的标志,通过3D打印等数字化制造从根本上转变制造方式,实现弯道超车。在经济下行压力较大、经济结构调整的今天,它的意义尤其重大。

在国家层面,决策层希望藉此转变制造方式,而在民间,已经有一大批青年人的轨迹随着3D打印技术的到来而发生了变化。

出生于1995年的深圳男孩吴海鹏便是其中的代表者。

吴海鹏作为一名95后,高中阶段就组装了100多台3D打印机,创建了研发销售3D打印机的公司。《晶报》报道称:“年纪轻轻他已经满面春风地在上海、北京、杭州等地穿梭,运营起自己的公司。”

从未见识过3D的吴海鹏,在高中时用麦克纳姆轮加工才第一次接触到国内比较少见的3D打印技术。

从此,吴海鹏被3D打印机迷住了。

这也改写了他未来的道路。看到3D打印机的发展前景后,吴海鹏果断地组装了一台3D打印机。

而自从他组装出多台3D打印机后,很快就有人上门来高价买下。这些人中,有的是动漫公司需要3D打印机制作场景或卡通形象模型的,有医生,也有纯粹的3D模型爱好者。

其实,吴海鹏只是众多年轻的3D打印技术追随者其中的代表者,随着我国“大众创新,万众创业”的号召,以及国家层面对3D打印技术的全力推进,越来越多的年轻人进入其技术追随者与技术革新者之列。

北京中关村(12.00, 0.00, 0.00%)科技产业园的“创客”吴晓葵告诉《中国产经新闻》记者,他周围汇集了来自天南地北的“创客”,在他们心中,充满对未知世界的好奇和幻想,而同时,也拥有着对科学技术的无限热爱。

“作为一名‘创客’,我们勇于挑战和改变传统落后的陈规,期待用自己的创新思维去探索和创造新鲜的事物,而3D打印技术为我们提供了最简洁、最廉价,也是最好的实现方式。”在吴晓葵看来,3D打印让年轻的创客们更加富有想象力,并通过3D打印技术不断地实现自己的想法。改变着自己的工作方式,也尝试着改变这个世界。

吴晓葵说,不了解3D打印技术,或还没有真正参与到这个技术的人还在怀疑,但3D打印技术不仅将改变你的世界,更像一场深刻的人文革命。




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