3D打印工艺是指由机器自主“打印”连续的一层层软性、液体或粉末状材料,这些材料会迅速硬化或融合,从而形成三维固态物体。自20世纪80年代问世以来,3D打印技术已经取得长足进步,广泛应用于制造、医疗、航空航天等领域。科学家们利用3D打印技术打印出了火箭、食品,甚至直接在人体内3D打印生物材料。
美国商业与科技博客网站techdee.com在近日的报道中指出,随着技术的进一步发展,3D打印将继续在多个领域发挥重要作用,其六大发展趋势或将影响和改变世界。
改变太空旅行面貌
自2014年向国际空间站发送3D打印机以来,美国国家航空航天局(NASA)一直在太空开展3D打印实验,他们利用3D打印机制造国际空间站所需的各种物体。
俄罗斯宇航员在国际空间站首次用3D打印机制作出了太空工作所需的零部件——摄像头固定架。
3D打印机的出现令宇航员们可在太空直接打印所需的零部件及工具,不必等待从地球上“发货”。
此外,在太空的微重力环境下,3D打印出来的生物器官和组织比在地球上成熟得更快,效率也更高,科学家们有望借助3D打印技术在国际空间站打印出人体器官。
满足精准医疗需求
生物(器官)打印技术有望改变世界。生物打印包括使用3D打印技术创建人体组织和器官等生物结构,尽管这项技术仍处于早期阶段,但它已经显示出了诱人的前景,背后的驱动力是“人类实实在在的需求”。
未来,生物打印可消除对捐献器官的需求。如去年6月,美国一家再生医学制造公司宣布,一名出生时右耳发育不良的20岁女性移植了由她自己的细胞3D打印的耳朵。该公司称,这是首个已知的由活体组织制成的3D打印器官的例子,未来3D打印可产生更复杂的肝脏、肾脏和胰腺。此外,生物打印可让医生为特定患者打印出个性化药物。
生物3D打印也开始向人体深处迈进。澳大利亚工程师研制出了一种微型软体机器人手臂,可将生物材料直接3D打印到人体器官上,未来医生们有望通过小的皮肤切口,将该设备送入人体内难以触及的区域,精简未来的医疗程序,加速疾病治愈。
开发全新飞机火箭
航空航天领域很早已开始利用3D打印技术进行原型制作和生产,2023年,这一趋势将继续高歌猛进。
例如,NASA已经借助3D打印技术制造出了火箭发动机,这可能会带来更高效、更具成本效益的太空旅行。美国民营航天公司“相对论”甚至制造出了首枚3D打印火箭“人族一号”。“人族一号”高33.5米,85%的组成部分由3D打印而成,连火箭的发动机也由3D打印技术制造。未来,通过3D打印技术或能研制出全新类型的飞机彻底改变航空航天行业。