3D打印 未来能打出走动的机器人

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  人类文明的演进,离不开科技的推动。我们的身边、每个行业总有那么一群人在默默努力,去推动一场科 技的革命。未来,科技将如何改变我们的生活?金陵晚报今起开设专栏,聚焦南京科技领域的新锐力量。

  3D打印对于普通人来说,并不陌生,也许你会说就是打印立体模型的东西吧?那么,你知道具有仿生功能的人造骨骼、薄膜上的集成电路、一体成型的房屋建筑吗?如果有人告诉你,它们是可以用3D打印机打出来的,是否会让你觉得不可思议?

  在位于仙林的江苏省三维打印装备与制造重点实验室,记者见到了实验室的杨继全主任,他是国内3D打印技术研究的先行者,目前担任南京师范大学电气与自动化工程学院副院长、南京三维打印学会理事长等诸多职务。

   3D打印出现,可以看做“第三次工业革命”

  “3D打印技术,只是一个平台,不断拓展创新,将可以应用到各方面”。跟随杨继全主任走入这个实验室,颠覆了记者对3D打印技术的认知。在实验室的门口,一个巨大辟邪石雕安坐,长和高都近4米,看起来十分巨大,这正是3D打印的产物。

  玩具、人物雕像、工业零件、医疗用品等等,不同的3D打印机配合不同的材料和技术,就可以做出我们所想要、需要的东西。记者了解到,早在1996年,杨继全在南理工读研时就开始研究3D打印,“在上世纪90年代,还没有3D打印这个名词,我们称之为快速成型,国际上也只是刚开始,国内的研究还很初级。”杨继全介绍,20多年过去了,从产业上来看,3D打印产业化应用方面在国内目前发展势头不错,不仅是企业,而且普通民众也开始接受这个新事物。3D打印是一种技术,但更是一个平台,就类似于互联网的出现,有着无限延伸的可能,可以触及各个方面,也可以视作一场工业革命。”

  人体组织也可打印,动物实验正在进行中

  3D打印一些模型、玩具,想必普通人都懂。而这些不过是3D打印的初级阶段而已。“在早些年, 打印已经在建筑、医学、工业、军事、文创等方面都有所应用,但那时大多是概念,用于展示或实验测试用,而如今很多方面都已经变为了一个真正的产品,可以直接打印后使用。”杨继全介绍,例如医学方面,早期都是打印骨骼一类的东西,只有展示作用,如今打印出来的产品是可以用在医疗中的,欧美一些国家已经开始利用3D打印来修补牙齿,可以完全个性化定制。而我国还未普及,只在一些民营医院出现。

  记者了解到,杨继全的实验室正在为生物医疗开发设备。不久前,实验室联合了鼓楼医院、南京大学等单位一起研发打印制作软骨的打印设备。“目前在动物身上的实验已经开始了,在测试材料是否能和动物的组织融合在一起,如果实验能继续研究,以后将应用在人类的医疗上。例如我们的软骨是不可再生的,是需要置换的,成功后就能带来全新的技术,对相关的病患可以说是一种福音。”杨继全表示,目前实验室和多家高校以及中科院今年还进行了人体髋关节的打印研究,这将极大地解决目前医疗上的一些技术难题,大大提高患者机体康复能力。“如果研究顺利,3年后或许可以做一些临床的实验,但实际应用还有一段路要走。”

  3D打印技术应用,未来能打出走动机器人

  “我们实验室在工业装备的研究方面也投入很大”。杨继全介绍,例如玻璃制品的金属模具,在原有的模具基础上打印一层特殊的金属,就可以让模具的使用寿命延长3到4倍,同时缩短产品的生产时间,成本降低而效率提高,这就是对传统技术的升级。

  “3D打印将改变甚至颠覆传统的技术,目前电子工程师要设计一个电路板,必须要反复多次经过电路板制作厂家为其小批量制作,周期长、代价高,而3D打印电路板周期短、花费低,在办公室或实验室内即可快速打出并直接可以测试,成功后再批量生产,缩短了时间和成本。”杨继全表示,这虽然只是一个小应用,但未来的方向可能是真正的机电一体化,即打印出来就是机械结构和电子电路高度融合的机电系统。例如机器人的打印,未来打印的不是外壳、部件,而是出来就是一个能走动的机器人。

  3年时间有70多项发明,将在生活中普及

  据悉,该实验室是目前国内第一个省级的3D打印的专业实验室,目前研究的部分技术在国内处于领先地位。“我们实验室研究的方向很宽,并且和学术机构以及单位都有结合,在3D打印教育与人才方面也是很深入和广泛的。”杨继全告诉记者,实验室和一些研究机构、大学、社会性的培训机构都有合作。“我们目前已经编制了8本教材,面向职业教育方面的系列教材明年就可以出版,目前已经帮助南通理工学院等一些院校开设了3D 打印专业,这是为数不多的本科专业,并为他们设计了一套完整的教学与培养体系。

“未来,我相信3D打印将会深入人们的生活中,普及型的3D 打印将变得傻瓜化,不用系统的技术学习,也可以打印一些日常需要的东西”。杨继全对于3D打印的未来,充满期待,而这个未来,也正等待着他和伙伴们去努力开拓。

  □金陵晚报记者 许军

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