一句話總結(jié):無所不能,也不能“為所欲為”,所謂3D打印技術(shù),是一種由計算機輔助設(shè)計軟件通過成型設(shè)備以材料累加的方式制成實物模型的增材制造技術(shù)。它既不需要用紙,也不需要用墨,而是通過電子制圖、遠程數(shù)據(jù)傳輸、激光掃描、材料熔化等一系列技術(shù),使特定金屬粉或者記憶材料熔化,并按照電子模型圖的指示一層層重新疊加起來,最終把電子模型圖變成實物。由此可見,3D打印技術(shù)是一項集光、機、電、計算機、數(shù)控及新材料于一體的先進綜合制造技術(shù)。
“克隆”造物,似乎無所不能
與傳統(tǒng)技術(shù)相比,3D打印技術(shù)最突出的優(yōu)點是無需機械加工或任何模具,就能直接從計算機圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的零件,從而大幅縮短生產(chǎn)周期、提高生產(chǎn)效率。此外,3D打印技術(shù)還可以制造出傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)無法制造出的外形,讓人們可以更有效地設(shè)計出飛機機翼、熱交換器等工藝復雜的產(chǎn)品。在生產(chǎn)過程中還沒有與其功能無關(guān)的剩余物,一旦技術(shù)走向全面成熟,將大大降低生產(chǎn)成本。
3D打印技術(shù)使產(chǎn)品“復制”由平面擴展到了立體空間,其意義遠遠超過了噴墨到激光、黑白到彩色打印技術(shù)的發(fā)展,而且它將使裝備制造業(yè)徹底告別車床、鉆頭、沖壓機、制模機等傳統(tǒng)工具,改由更加靈巧的電腦軟件主宰。以后,長長的流水線、轟鳴機器聲都將越來越少,一個人、一臺電腦、一部打印機就有可能組成一個“工廠”。因此,專家預測,3D打印技術(shù)帶來的變化或?qū)⒏淖冋麄€制造業(yè)的面貌。
目前,國外已經(jīng)通過3D打印技術(shù)成功地打印出了槍支、自行車、汽車、電控飛行器等物。去年,美國3D打印服務(wù)提供商已經(jīng)打印了75萬種產(chǎn)品,數(shù)量之多令人驚嘆。我國的3D打印技術(shù)發(fā)展也頗為可觀,目前世界上最大的3D打印機,正是出自我國的科技工作者之手;包括天宮一號的零部件,也都使用了3D打印技術(shù)。
隨著3D打印技術(shù)一路“高歌猛進”,科學家們不禁做出了這樣的暢想:未來,也許建筑工地上只需一臺超大型的3D打印機,就可以自動打印樓房;也許只給月球發(fā)射幾臺3D打印機,就可利用現(xiàn)地材料打印出一個月球基地;如果生病了某個器官要換掉,無需找匹配的器官源,只要在患者身上取一些干細胞培養(yǎng)成為打印原料,然后打印出一個一模一樣的器官進行移植就可以了……
注定將在軍事應(yīng)用領(lǐng)域大展身手
在軍事領(lǐng)域,3D打印技術(shù)給裝備保障帶來的變化無疑也是革命性的。在未來信息化戰(zhàn)場上,無論武器裝備處于任何位置,一旦需要更換損毀的零部件,技術(shù)保障人員可隨時利用攜帶的3D打印機,直接把所需的部件一個一個地打印出來,裝配起來就可以讓武器裝備重新投入戰(zhàn)場。據(jù)外媒報道,美國陸軍已經(jīng)加入擴展3D打印行動,為“增強小型前線作戰(zhàn)基地的可持續(xù)作戰(zhàn)能力”,他們先后向阿富汗戰(zhàn)區(qū)部署了兩個移動遠征實驗室,實驗室由一個6米的集裝箱制成,配備有實驗室設(shè)備、成型機、3D打印機和其他制造工具,可以將塑料、鋼鐵和鋁等材料打印為戰(zhàn)場急需零部件。
另外,3D打印還可廣泛應(yīng)用于輔助軍事技術(shù)研發(fā)。有專家預測,未來不僅小型槍支、簡單物資可實現(xiàn)打印,軍艦、飛機、坦克等大型、復雜的武器裝備,甚至食物、軍事基地等都可用3D打印機直接或間接“制造”出來。目前,美國軍方已使用3D打印技術(shù)輔助制造某型導彈彈出式點火器模型,并取得了良好的效果。美國海軍也在尋求通過在機器人體內(nèi)植入3D打印機,使機器人半自動化地實現(xiàn)“相互溝通、協(xié)作以及制造”等能力。換言之,就是利用機器人來生產(chǎn)更多的機器人。
無所不能,也不能“為所欲為”
3D打印技術(shù)雖然具有廣闊的發(fā)展前景,但目前還不可能大量地應(yīng)用于軍工制造領(lǐng)域。具體來看,3D打印又可看做堆積成形技術(shù),每一層材料都有厚度,這就決定了它的精度目前還難以企及傳統(tǒng)的減材制造方法。并且打印材料目前也主要限定在塑料、樹脂、可粘結(jié)的粉末顆粒等等,打印出來物品的強度和硬度都差強人意,與軍事需求的標準尚有一定距離。如世界上第一支利用3D技術(shù)打印的槍支,在進行第6次射擊時就出現(xiàn)了3處嚴重性破碎。
從技術(shù)本身來說,3D打印存在的這些缺陷,或?qū)㈦S著技術(shù)的發(fā)展一一得到解決。而它衍生的倫理和安全問題,才更加令人擔憂。對于恐怖分子和犯罪分子而言,“3D打印槍能射擊一次就夠了”。隨著3D打印機的普及,未來如果有人想要一把AK47,先在網(wǎng)上下載模型圖紙,然后用3D打印機打印配件進行組裝……無需申請生產(chǎn)許可證,無需掌握制槍技術(shù),即可輕松擁有一支突擊步槍。而且,由于槍支上沒有序列號,也沒有銷售途徑,塑料材質(zhì)的槍支還能逃過金屬監(jiān)測器的檢查,警方將很難追蹤到槍支究竟來自哪里。因此,如何建立一套有效的監(jiān)管機制,保證3D打印技術(shù)被用于“正途”,是我們在加快發(fā)展該項技術(shù)的同時,必須預先解決的一個重要問題。
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