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小到骨骼 大到别墅 这些“逆天”的3D打印技术杭州都有
你的孩子也许正在课堂上接触它们
2016年07月06日 09:47:00 来源: 都市快报 记者 梁应杰 实习生 姚遥

  这些天,全球不少建筑公司派人到迪拜,参观全球首座3D打印办公楼。施工方使用了一台6米高、36米长、12米宽的3D打印机,只用了17天就,耗资14万美元就把它“打印”了出来。

  就在一个月前,全球第一架3D打印飞机THOR在柏林的国际航空航天博览会展出。这架看上去像是模型的迷你飞机没有窗户,重量只有21公斤,长度不到4米,由空中客车出品。

  从3D打印技术面世以来,人们一直期待能用这项技术打印出一个新世界,这个日子似乎并不遥远。

  一天能盖一幢别墅

  说起3D建筑打印,杭州博彭科技创始人蒋旭峰喜欢拿早年间农村盖房打比方,“那时候盖楼用的是泥巴,一层一层往上垒,这种叠加的做法和3D打印如出一辙。”

  2014年,蒋旭峰在洛杉矶见到了3D建筑打印技术,并结识了这项技术的发明人霍斯内维奇教授,双方一致认为3D建筑打印会在中国有广阔的市场前景。

  两年后,蒋旭峰带着团队先把3D建筑打印的设备研发出来了。这台设备是个15米高的庞然大物,只要在计算机内设计好建筑模型,给它发布指令,就能一层一层往上垒房子。

  按照蒋旭峰团队的估算,正常情况下,一幢200-300平方米的两层别墅(毛坯房),24小时就可以建成,而且采用的是水泥+玻璃纤维的新型材料,比普通混凝土墙体坚固3倍。成本方面,由于打印技术大量减少了人工,这幢别墅的总费用差不多只有普通别墅的60%。

  这台机器并不便宜,造价高达数百万元,仍吸引了不少地产开发商,因为一来能缩短建造房屋的周期,加快资金回笼,二来能大大降低成本。

  对于3D建筑打印这项技术,国内不少开发商倾心已久。2014年,王石就曾表态,三年后万科的建研中心就会用3D打印机打印出一个房子,算起来也就是明年的事。

  不久前,在北京通州区的宋庄镇,一幢3D整体打印的别墅在45天内拔地而起。与传统建筑的墙体不同的是,这幢别墅的墙体呈现出独特的年轮蛋糕般的螺纹结构。这是3D建筑打印机特有的记号。

  如果用传统建筑方法建造同样规格的建筑,大概需要3个月到半年,人工成本要占建筑总费用的一半左右。

  不过,这套房子至今还没有经过住建部门的验收。蒋旭峰也表示,目前3D建筑打印只负责地面上的工作,地基还得用传统的方式解决。

  骨头也能私人定制

  在3D打印火热的当下,似乎一切都可以被打印出来。上个月,浙江大学医学院附属第二医院骨科骨肿瘤中心用3D打印完成了患者沈先生的右腿股骨骨缺损重建手术。

  按照传统的医疗方案,患者将使用人工假体或异体骨,但前者有使用年限,到期需要更换,后者来源稀少,还容易产生排异,缺陷都比较明显。中心主任叶招明和团队经过考虑,决定用3D快速成型技术,“打印”出沈先生需要的人工假体。

  他们根据CT数据,在电脑上先做一个模拟切除,预估正式手术后沈先生的股骨会截去多少,截在哪个位置,根据缺损来设计假体。设计好后,把假体尺寸发给加工厂家,厂家用3D打印技术打印出假体。

  手术后第8天,沈先生的右腿已经抬起,10天时已经可以走路,恢复时间比异体骨植入快了好几倍。

  同样是用于骨科手术,半年前萧山区第一人民医院把3D打印技术和骨科临床应用相结合,已经先后为5位患者完成手术。

  在萧山第一人民医院骨科现在陈列着数个3D打印骨骼模型,从外形看与人体骨骼别无二致。在骨科主任毕大卫眼里,这些骨骼就像是手术的“向导”,能让医生更好地“对症下药”。

  “传统的骨科开刀手术,很多时候都是凭医生的经验和技术摸索出来的,对于一些比较复杂的手术,会有一定盲目性。”

  有了3D打印技术,在手术前,医生可以利用CT断层扫描来获取患者特定部位的三维数据,结合医生的经验进行调整,打印出仿真的创伤骨骼系统。医生可以依靠这个模型来设计手术方案,提前预想手术过程中可能碰到的问题。

  根据骨骼形状大小的不同,一个骨骼模型打印完成的时间需要数小时到数十小时不等。毕大卫称,现在医院使用的设备属于第一代3D打印机,未来还会不断改进,将在打印时把血管和神经也还原出来,对临床的帮助更大。

  新一代“玩具”

  在3D食品打印机刚推向市场时,杭州时印科技创始人李景元并没想到教育培训机构会对这款产品感兴趣,更没想到会有涉及中小学教育的机构找上门,想要基于设备定向开发一些课程,加强学生对食物和营养认知。

  全球市场咨询机构CONTEXT的报告显示,2015年第四季度教育消费类的3D打印机市场销量与去年同期相比增加了22%,而2015年全年与2014年相比增加了33%。

  工业设计专业出身的马帅一年前在杭州创立了设即狮科技,运用团队在工业设计领域积累的经验,把3D打印、编程、机器人等最前沿的科技融入中小学的教育和培训中去,现在已经帮助杭州的40多所学校培养了老师,并编写了相关教材。

  去年下半年,马帅发现许多学校都配备了3D打印机,而且着手开设有关课程,“和上一代的手机一样,3D打印已经成为新一代‘玩具’”。

  “我们希望把这些最新的技术与数学、美术、科学等课程相结合,让学生利用所学知识解决生活中的实际问题。”他发现,将这些科技类产品引入教育中后,学生的逻辑和空间想象能力能得到进一步拓宽。未来他们将把一些成熟的课程放到网上,与更多人分享。

  在杭州,与设即狮持同样想法的公司还有很多。杭州先临三维和浙大附中共同编撰了3D打印师资培训教材,以3D打印社团的形式让学生接触3D打印技术。杭州市行知中学在引进了先临三维的3D打印机和3D建模软件培训之后,学校老师自己开课编写相关教程。

  主做3D打印设备的铭展科技也看到了教育的市场前景,他们还特地为此成立了公司,开设了Teach创新学园。公司CEO金涛表示,孩子只有学习了3D打印课程,才能带动家庭对3D打印设备的需求,打开大众消费市场,补充生活中创造创意的需求,成为家庭中不可或缺的小型制造工厂。

标签: 3D打印;别墅;技术 责任编辑: 冯一伦
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