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由獨(dú)立研究員李暢教授領(lǐng)導(dǎo)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)六年時(shí)間在經(jīng)歷了千百次實(shí)驗(yàn)失敗后終于在3D打印技術(shù)上取得了重大突破，一舉研發(fā)出被世界3D打印界稱為3D打印終極核心技術(shù)的“多元材料的任意分布同時(shí)打印”技術(shù)，從而開(kāi)啟了人類控制物體內(nèi)部構(gòu)成的時(shí)代。 3D打印是上世紀(jì)80年代提出的一種立體制造的先進(jìn)技術(shù)－逐層增材制造。但是到目前為止，3D打印只能實(shí)現(xiàn)對(duì)物體表面形狀的控制，而不能實(shí)現(xiàn)對(duì)物體內(nèi)部構(gòu)成的控制。而對(duì)物體內(nèi)部構(gòu)成的控制遠(yuǎn)比物體表面形狀的控制重要得多。因此，如果3D打印技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)對(duì)物體內(nèi)部構(gòu)成的控制，其意義最多也是對(duì)傳統(tǒng)制造技術(shù)的一種補(bǔ)充，絕不可能帶來(lái)制造業(yè)的革命。 控制物體內(nèi)部構(gòu)成的途徑早有定論，就是被稱為3D打印終極核心技術(shù)的“多元材料的任意分布同時(shí)打印”技術(shù)。令人遺憾的是，盡管很多人加入到了“多元材料的任意分布同時(shí)打印”的研發(fā)行列，但幾乎沒(méi)有任何進(jìn)展。
正當(dāng)人們對(duì)“多元材料的任意分布同時(shí)打印”技術(shù)的研發(fā)前景甚至對(duì)3D打印的發(fā)展前景投去懷疑的目光時(shí)，李暢教授領(lǐng)導(dǎo)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在這方面取得了重大突破，獨(dú)立開(kāi)發(fā)出了“多元材料的任意分布同時(shí)打印”技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)的出現(xiàn)標(biāo)志著人類已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物體內(nèi)部構(gòu)成的控制。 李教授介紹說(shuō)，自3D打印出現(xiàn)以來(lái)，逐層（逐點(diǎn)）加工被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)3D打印的唯一可行的途徑，因此，所有的3D打印技術(shù)都毫無(wú)例外地采用了這個(gè)途徑。但是這種方法存在致命缺點(diǎn)，就是打印速度和打印精度互相被綁架，出現(xiàn)了被稱為“3D打印悖論”的現(xiàn)象,若提高精度必然導(dǎo)致速度的降低；反之，若提高速度必然導(dǎo)致精度的下降,這意味著3D打印繼續(xù)走逐層（逐點(diǎn)）加工之路是一條死胡同。 而我們另辟蹊徑，拋棄已有3D打印技術(shù)的逐層（逐點(diǎn)）加工的固有思路，創(chuàng)立了一種多種材料的整體控制技術(shù)，來(lái)解決“多元材料的任意分布同時(shí)打印”問(wèn)題。 李教授介紹說(shuō)，“多元材料的任意分布同時(shí)打印”技術(shù)成果還同時(shí)解決了原有3D打印技術(shù)固有的，被認(rèn)為幾乎不可能解決的幾個(gè)重大缺陷，如： 打印精度和打印速度的瓶頸問(wèn)題 “多元材料的任意分布同時(shí)打印”技術(shù)的打印精度可達(dá)到0.001mm，而且在此精度的條件下，無(wú)論單層切片面積多大，其加工時(shí)間不超過(guò)一分鐘，這個(gè)打印速度與原有的3D打印速度相比是天壤之別。
打印材料問(wèn)題 目前所有3D打印設(shè)備對(duì)打印材料的要求是非常嚴(yán)格的，它甚至是3D打印不能迅速普及以及不能規(guī)模化生產(chǎn)的主要障礙。而“多元材料的任意分布同時(shí)打印”技術(shù)對(duì)材料幾乎沒(méi)有任何特殊要求，只要是粒度相差不大的粉體即可，這就完全解決了3d打印的材料問(wèn)題。 批量化生產(chǎn)問(wèn)題 既然“多元材料的任意分布同時(shí)打印”在打印材料和打印速度問(wèn)題上得到完全解決，批量化生產(chǎn)問(wèn)題自然迎刃而解了，甚至可以說(shuō)，像集成電路這樣的微加工領(lǐng)域里的大批量規(guī)模生產(chǎn)，其加工成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)加工方式。 彩色打印問(wèn)題 現(xiàn)有所謂的彩色3D打印是通過(guò)粘接劑（不是打印材料本身）的顏色來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此它不是嚴(yán)格意義上的彩色3D打印，而“多元材料的任意分布同時(shí)打印”技術(shù)是通過(guò)直接控制材料本身的顏色的方法進(jìn)行打印，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的彩色3D打印。 由此我們看出，李暢教授領(lǐng)導(dǎo)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)的研發(fā)成果不僅解決了“多元材料任意分布同時(shí)打印”這個(gè)3D打印終極核心技術(shù)，而且解決了3D打印的打印速度、打印精度、打印材料、批量生產(chǎn)、彩色打印等一系列問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)了3D打印技術(shù)的革命性突破。 李教授介紹說(shuō)，“多元材料的任意分布同時(shí)打印”技術(shù)即將在制造業(yè)掀起3D風(fēng)暴，首當(dāng)其沖的是材料行業(yè)，如多材料復(fù)合、新材料合成，甚至?xí)霈F(xiàn)彩色金屬、彩色陶瓷等以前聞所未聞的新材料。需要指出的是，“多元材料的任意分布同時(shí)打印”技術(shù)引發(fā)的，以表面裝飾與實(shí)體材料的完全統(tǒng)一為標(biāo)志的裝飾材料革命已經(jīng)開(kāi)始，如人造大理石、人造裝飾板等行業(yè)。以陶瓷為例，原有陶瓷采用的是表面裝飾，其紋理或圖案是表面上的一種“假面具”，如噴繪瓷磚，陶瓷畫。若利用“多元材料的任意分布同時(shí)打印”技術(shù)可以生產(chǎn)這樣的陶瓷，它具有我們可以設(shè)計(jì)的任意彩色紋理或圖像，而這個(gè)紋理和圖像不僅僅是表面的紋理或圖像，而是貫穿于陶瓷整體的“真影像”。因此，帶有“假面具”的陶瓷產(chǎn)品被帶有“真影像”的3D陶瓷替代是必然的趨勢(shì)。可以說(shuō)噴繪瓷磚，陶瓷畫等傳統(tǒng)陶瓷被3D瓷磚，3D陶瓷畫取代已經(jīng)指日可待了。
毋庸置疑，這項(xiàng)技術(shù)的出現(xiàn)表明中國(guó)在3D打印技術(shù)方面已經(jīng)走在了世界的最前面，處在絕對(duì)領(lǐng)先地位，它將使中國(guó)在制造業(yè)革命中脫穎而出，傲視群雄。 據(jù)悉，這項(xiàng)研究成果已經(jīng)在中國(guó)申報(bào)了發(fā)明專利并已被受理。目前已經(jīng)有國(guó)際跨國(guó)公司提出合作要求，但是李教授表示希望這項(xiàng)研究成果首先在國(guó)內(nèi)實(shí)施。 我們期待李教授的這項(xiàng)技術(shù)成果能夠在中國(guó)大地上開(kāi)花結(jié)果，為實(shí)現(xiàn)“中國(guó)夢(mèng)”做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。 世界著名3D打印權(quán)威胡迪·利普森在他的新著“3D打印：從想象到現(xiàn)實(shí)”中是這樣描述3D打印技術(shù)的現(xiàn)狀，“人類史無(wú)前例地實(shí)現(xiàn)了對(duì)物體形狀的掌握”這只是第一階段目標(biāo)，而第二階段—控制物體的構(gòu)成，“即不僅僅是塑造外部幾何形態(tài)，而是以前所未有的逼真度塑造出新的超材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)則剛剛啟幕”。李暢教授團(tuán)隊(duì)超前的實(shí)現(xiàn)了第二階段的目標(biāo)。這項(xiàng)研發(fā)成果對(duì)第三次工業(yè)革命帶來(lái)的影響是不可估量的。：2013年11月8日出現(xiàn)一條震驚全美的新聞，美國(guó)德克薩斯州某制造商活用3D打印機(jī)成功制作出一把“M1911”軍用，并且進(jìn)行了50發(fā)以上的實(shí)彈射擊實(shí)驗(yàn)，約27米遠(yuǎn)的射擊距離擁有相當(dāng)高的命中率，足以證明3D打印的實(shí)用性之高。 而3D打印武器不僅限于，只要能獲得相關(guān)武器的模板都可以復(fù)制打印，因此這也會(huì)對(duì)軍事機(jī)密的泄露造成威脅，目前美國(guó)國(guó)防部就加強(qiáng)了對(duì)與其他發(fā)達(dá)國(guó)家等發(fā)生過(guò)知識(shí)產(chǎn)權(quán)沖突的中國(guó)的警戒。 美國(guó)IT機(jī)械銷售公司Brule于9月在東京秋葉原開(kāi)設(shè)了一個(gè)3D打印機(jī)產(chǎn)品展示廳，里面大多數(shù)均為售價(jià)30多萬(wàn)日元的美國(guó)制產(chǎn)品，但最受客戶關(guān)注的還是中國(guó)北京器械制造商DeltaMicroFactory開(kāi)發(fā)的一款低價(jià)產(chǎn)品，售價(jià)僅為19.98萬(wàn)日元。 據(jù)了解，該產(chǎn)品目前已在美國(guó)銷售，并獲得了當(dāng)?shù)貙I(yè)雜志的高度評(píng)價(jià)，另一方面，日本測(cè)量器械巨頭keyence也制造發(fā)售了3D打印機(jī)，但是卻還未能進(jìn)軍海外市場(chǎng)。 Brule日本分公司社長(zhǎng)杉本健人表示：“中國(guó)的3D打印技術(shù)早已趕超日本，無(wú)論是品質(zhì)還是銷售網(wǎng)絡(luò)都能與美國(guó)抗衡。” 根據(jù)美國(guó)3D打印行業(yè)研究機(jī)構(gòu)WohlersAssociates公布的一項(xiàng)關(guān)于3D打印的權(quán)威報(bào)告指出，中國(guó)華中科技大學(xué)擁有全球?qū)嵙ψ顝?qiáng)的3D打印研發(fā)小組。報(bào)告指出，截至目前華中科技大學(xué)已經(jīng)獲得了多項(xiàng)能夠?qū)崿F(xiàn)低成本高性能開(kāi)發(fā)3D打印機(jī)的研究成果，此外像西安交通大學(xué)、清華大學(xué)等也取得了一些研發(fā)成績(jī)。 根據(jù)報(bào)告顯示，2012年中國(guó)的3D打印機(jī)普及數(shù)量已經(jīng)達(dá)到了美國(guó)的四分之一，預(yù)計(jì)2016年中國(guó)的3D打印市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到100億元人民幣，成長(zhǎng)速度居世界第一。 另一方面，隨著美國(guó)企業(yè)持有的3D打印機(jī)關(guān)聯(lián)基本專利時(shí)效逐漸到期，今后很有可能被中國(guó)反超。 根據(jù)國(guó)際商會(huì)（ICC）公布的一項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，盡管目前3D打印機(jī)的使用率很低，但是全球每年因山寨復(fù)制品造成的損失已經(jīng)超過(guò)了50萬(wàn)億日元。 根據(jù)日本專利局對(duì)400家日企實(shí)施的山寨復(fù)制品損失調(diào)查顯示，2007年的損失總額約數(shù)百億日元，但是在2011年則突破了1000億日元。日本某家電制造商干部預(yù)測(cè)指出：“隨著3D打印機(jī)的普及，山寨復(fù)制品對(duì)日本企業(yè)造成的損失還可能進(jìn)一步擴(kuò)大。” 據(jù)了解，美國(guó)為了區(qū)分正品和贗品，也加強(qiáng)了各種對(duì)策，比如正在開(kāi)發(fā)一種鑒別真假的3D打印實(shí)用工具，而中國(guó)的技術(shù)開(kāi)發(fā)速度更是在美國(guó)之上。 另一方面，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省于10月正式召開(kāi)了關(guān)于3D打印活用方法的議論會(huì)議，但是并未提及關(guān)于山寨復(fù)制品打壓措施。 美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬在今年2月發(fā)布的國(guó)情咨文報(bào)告中指出，3D打印是重振美國(guó)制造行業(yè)的核心技術(shù)，但是今后必定會(huì)面臨技術(shù)創(chuàng)新、技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)沖突等諸多問(wèn)題。 |
| 真的假的？ |
| 意淫加忽悠 |
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[組圖]哈佛教授3D打印電池 或?qū)⒁I(lǐng)電子配件變革 據(jù)美國(guó)《連線》雜志12月23日?qǐng)?bào)道，哈佛大學(xué)教授Jennifer Lewis通過(guò)數(shù)十年的研究，尋找智能“墨水”，幫助設(shè)計(jì)師造出定制電池和電觸頭，并且通過(guò)入門級(jí)3D打印機(jī)實(shí)現(xiàn)，可能將引發(fā)電子配件變革。如果3D打印機(jī)真如許諾的那樣成為未來(lái)工廠，它們不只是制造塑料部件，還要做更多事情。 MakerBots三維[url=]打印機(jī)[/url]可以整天工作，大量炮制影視卡通人物。但即便是當(dāng)前最先進(jìn)的[url=]3D[/url]打印機(jī)，也很難實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的機(jī)電設(shè)備打印。 結(jié)果發(fā)現(xiàn)，挑戰(zhàn)并不在于機(jī)器本身，而是在于放進(jìn)機(jī)器里的“墨水”。Jennifer Lewis教授是哈佛大學(xué)Lewis實(shí)驗(yàn)室的一把手，過(guò)去幾十年一直致力于智能墨水的研發(fā)，他努力找到一種“墨水”，幫助設(shè)計(jì)師實(shí)現(xiàn)定制[url=]電池[/url]和電觸頭的打印。 Lewis教授說(shuō)，“我們一直專注于3D打印從形狀到功能實(shí)現(xiàn)的拓展。”只要有足夠時(shí)間和些許運(yùn)氣，設(shè)計(jì)師就將看到3D打印機(jī)制造出機(jī)器人，并看見(jiàn)機(jī)器人自己從打印機(jī)里走出來(lái)。 智能墨水能夠充分發(fā)揮技術(shù)價(jià)值。該電池材料在常規(guī)條件下保持固體狀態(tài)，但是在壓力下是液體狀態(tài)。這種新屬性允許電池在常溫下放置于塑料基底中，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)靈活性，突破了在傳統(tǒng)高溫下實(shí)現(xiàn)制造的過(guò)程。理論上，由于Lewis的液體能源材料可以較易放置于其它部件之中，還可減少配件尺寸。 有人期待這些材料未來(lái)得到廣泛應(yīng)用，但是當(dāng)前只在Lewis教授的學(xué)術(shù)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)。該電池材料是由去離子水和乙二醇的混合物中的鋰鈦氧化物納米粒子懸浮物生產(chǎn)的。 對(duì)技術(shù)的承諾是偉大的，但是不可異想天開(kāi)。Lewis教授說(shuō)，“我對(duì)每位說(shuō)我們?cè)谖迥陜?nèi)將打印出功能手機(jī)的人，持適度懷疑態(tài)度。”
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| 人類世界又要進(jìn)步了！ |
