5 个展示 3D 打印创新的应用

增材制造 (AM) 是能够加速制造商创新的关键技术之一。采用增材制造的行业正在经历转型，这为产品设计和制造带来了新的机遇。

在今天的文章中，我们将了解 3D 打印的一些最新发展，这些发展可能会为各行业带来新趋势。

1. 3D 打印仿生眼

人眼是一项引人入胜的工程，但由于多种技术障碍，重新创建它被证明具有挑战性。现在，随着 3D 打印、电子学和生物学的融合，明尼苏达大学的研究团队找到了一种克服障碍的方法，并创造了人工眼的原型。

这一里程碑标志着向仿生眼迈出的重要一步，可以帮助盲人或视力正常的人看得更清楚。

仿生眼的原型是由一个半球形的玻璃圆顶组成，上面印有银粒子。接下来，他们使用半导体聚合物材料打印光电二极管，将光转换为可处理的电信号并转换为实际图像。

经测试，人工眼的光转换效率为 25%信号转化为电信号。研究人员说，这是我们迄今为止最接近开发出类似于真实眼睛的东西。该团队开发的多材料 3D 打印机是实现这一重大壮举的关键。

目前，研究人员正在研究下一个原型，它将拥有更多更高效的光接收器。他们还在寻找一种在可以植入真眼的柔软半球形材料上进行打印的方法。

虽然听起来像科幻小说，但 3D 打印仿生眼很快就会成为现实，标志着再生医学的新时代。

2. 3D 打印整艘船和军事避难所

3D 打印最近被用于生产一艘 7.62 m 的船，重量超过 2 吨。这艘名为 3Dirigo 的船据说是有史以来最大的 3D 打印物体。这一壮举是由缅因大学的缅因州高级结构和复合材料中心实现的。

大规模 3D 打印正在成为一种新趋势，因为越来越多的公司正在寻找更经济的 3D 打印方法，不仅是小零件和原型，还有大型结构。

3D 打印的船只是这一趋势获得牵引力的一个令人兴奋的指标。在超过 72 小时的不间断打印过程中，这艘船是一体成型的。如果使用传统的制造方法，船的制造可能需要几周甚至几个月的时间。

制造这艘船的基于挤压的 3D 打印机设计用于使用生物基材料，特别是塑料和木质纤维素的混合物。据称，这种新型可持续生物衍生复合材料是可回收且经济的。

将这些材料与大规模3D打印相结合并非巧合。 3D 打印也因其作为一种可持续的制造选择而闻名，因为它减少了材料浪费，而且生产速度更快，更接近需要点。

除了 3D 打印的船外，研究人员还推出了 3D 打印的 3.65 m 长的美国陆军通信避难所。该项目展示了 UMaine 与美国陆军作战能力发展司令部 (CCDC) 士兵中心合作开发新的、可快速部署的士兵避难所。

最终，这些发展让我们一窥如何大规模 3D 打印可以加速海洋和军事领域的创新和原型开发。除了这些行业，大规模 3D 打印已经证明了其在航空航天、建筑和铸造应用中的实用性。

3.重新思考火箭制造

尤其是航空航天，很快就会被大规模 3D 打印所改变，因为总部位于加利福尼亚的初创公司 Relativity Space 正计划制造一种火箭，其中大约 95% 的组件将采用 3D 打印。

为了实现其愿景，该公司开发了 Stargate，这是世界上最大的弧焊金属 3D 打印机之一，采用机器学习和机器人技术。 Stargate 3D 打印机背后的技术通过熔化金属线来工作，因为它从喷嘴挤出到构建平台上。

凭借能够制造直径达 2.7 m（9 英尺）、高约 4.5 m（15 英尺）的组件，星际之门将打印所有燃料箱和其他大型火箭组件。对于较小的零件，该公司正在使用选择性激光熔化 (SLM) 技术。

通过应用 3D 打印制造几乎整个火箭，Relativity Space 希望大大减轻火箭的重量，从而有可能降低发射成本，同时增加有效载荷。此外，3D 打印可以使该公司在短短两个月内生产出可飞行的火箭——这对于火箭制造来说是一个令人印象深刻的时间框架。

Relativity Space 正在争取成为第一个在 2021 年初将完全 3D 打印的火箭送入轨道的公司。虽然这些计划最初似乎有些牵强，但该公司一直在朝着目标稳步前进.

例如，该公司的主要产品人族 1 号火箭最近进行了一些改进，包括 3 m 有效载荷整流罩，体积增加了一倍。另一个值得注意的成就包括最近完成的 1.4 亿美元 C 轮融资，使公司更接近其愿景。

通过3D打印整个火箭，可以大大加快火箭的交付速度，增加发射频率。这一愿景确实雄心勃勃，如果它被证明是成功的，它将朝着重新构想火箭的开发和制造方式迈出一步。

4. 3D 打印和自动驾驶的未来

空客与 LM Industries 合作成立了一家名为 Neorizo​​n 的初创公司，提供专注于自动驾驶的创新产品。为实现这一目标，两家公司正在整合他们在数字制造以及聚合物和金属 3D 打印方面的专业知识。

LM Industries 于去年（2018 年）由 Local Motors 创立，该公司是业内一些最受关注的 3D 打印汽车的幕后推手。 2016 年，Local Motors 3D 打印了自动驾驶班车 Olli，其制造的零件比传统车辆少 90%，并且零件 100% 可回收。该公司利用 3D 打印在当地的微型工厂制造和组装车辆，从而实现更加灵活和敏捷的生产。

根据 LM Industries 的说法，“当前的运输基础设施和现有的大规模制造过于僵化且资本密集，无法为不断发展的技术趋势和不断变化的消费者需求提供服务”。

提供更大的灵活性在产品开发和生产方面，Neorizo​​n 将在当地建立一家微型工厂，这将使其能够更快、更灵活地设计和制造产品。

虽然目前尚不清楚这家初创公司将开发哪些产品，但重点可能是航空。目前，人们对将飞机用作飞行出租车或运载工具越来越感兴趣，因此 Neorizo​​n 可能会探索这些领域。

无论 Neorizo​​n 发展什么，像这样的合作伙伴关系是向数字制造不断转变的另一个指标，其中 3D 打印起着关键作用之一。最终，这意味着两家公司都对 AM 帮助他们重新思考自动驾驶未来的潜力充满信心。

5. 3D 打印服务机构的新机遇

9 月，美国 3D 打印服务提供商 Voodoo Manufacturing 推出了 Voodoo Clear Aligners，这是一项新的牙科制造和分销服务。

该公司正在使用 Formlabs 树脂技术制造 20,000 个矫正器模具一个月。到今年年底，它计划将其生产规模扩大到每月 80,000 个模具。

虽然令人惊讶，但 Voodoo Manufacturing 进军透明矫正器市场是有充分根据的。透明矫正器市场正在经历巨大的增长，而 Voodoo 想要分得一杯羹。

在许多方面，这种增长可以归因于数字技术的引入，例如牙科 3D 打印。

从本质上讲，透明矫正器是用于调整和矫正牙齿的设备。它们本质上是个性化的产品，因为每个人牙齿的位置和形状都不同。 3D 打印是唯一能让牙科专业人员通过模具生产经济高效地定制透明矫正器的技术。

然后将这些模具用于称为热成型的过程中，通过加热特殊塑料直到变得柔韧，然后成型为模具的形状。

据估计，目前大多数透明矫正器都是使用 3D 打印模具生产的。对于如此大批量的应用程序，速度和自动化成为两个关键优先事项，自 Voodoo Manufacturing 成立以来，这一直是其业务的核心。

其他3D打印服务机构可以参考。有这么多不同的材料和技术，服务机构专注于某些领域以保持竞争力变得至关重要。

Voodoo Manufacturing 进军透明矫正器市场，这表明 3D 打印服务机构可以建立专业知识的另一个领域。随着透明矫正器市场的持续增长，越来越多的公司加入游戏，其他一些服务提供商可能会效仿 Voodoo Manufacturing 的做法来填补利润日益增长的市场利基。

3D 打印引领潮流的力量

采用 3D 打印的行业对该技术越来越有信心。随着信心的增强，公司愿意尝试 3D 打印以寻找新的应用和商机。这最终有助于塑造跨行业的新趋势，无论是先进医疗产品的开发还是完全 3D 打印火箭的生产。

显然，3D 打印正在超越原型制作，具有推动创新的巨大潜力，不仅为公司提供了从竞争中脱颖而出的机会，而且还开发了一些可能成为下一个大事件的东西.