从建筑到艺术、国防、农业,3D打印正颠覆这25个行业!

3D打印效率高,可定制性强,可广泛应用于各行各业。

尽管针对消费品的3D打印技术尚未成熟应用,但3D打印技术在工业领域蓬勃发展。

3D打印技术可实现快速原型设计,这意味着开发新产品的团队可以快速尝试不同的设计和材料,从而加速产品的上市之路。它还具有高度可定制性,同时资源效率很高。

自2013年以来,3D打印领域的筹资增长显着 ,GE和西门子等大型制造企业 投入巨资。根据IDC预测,全球3D打印支出将在2018年达到近1200亿美元。

随着3D技术渗透到更多的设计工作室和工厂车间,潜在的应用几乎无穷无尽。

从建筑,药品到食品,我们来看看3D打印可能会颠覆的行业。

1、建筑施工

3D打印在建筑和施工中的应用正在迅速发展。该技术在项目设计阶段已经相对普及 - 建筑师可以打印房产模型,商业房地产和基础设施。

在未来,开发和工程团队可以轻松访问全尺寸3D打印模型,以测试新的设计和材料。

迪拜未来基金会在2016年推出了它声称的第一个3D打印建筑。这个城市国家说,到2025年,25%的新建筑将使用3D打印机制造。

3D打印的房屋已经在包括德克萨斯州奥斯汀在内的几个城市亮相。它们具有很高的能源效率,可以在几天内建成,而成本只是传统住宅建筑的一小部分。公司,非营利组织和政府正在收集有关这些房屋寿命的数据,以确定它们如何以及何时可以广泛使用。

这对建筑的速度和准确性有重大影响。例如,紧急住房可以在自然灾害后立即进行3D打印。基础设施项目的机器建设可以消除人为错误带来的风险。


2.教育

3D打印有可能使教室现代化,并使学生更好地为技术职业生涯做好准备。

教育工作者可以制作视觉辅助工具 - 如工件复制品 – 提高教学质量。学生可以参与实践学习体验,将理论与实践结合。

在高等教育中,3D打印不仅适用于工科学生,也适用于艺术,医学和人类学等部门。

MakerBot 是3D打印教育领域最杰出的企业之一。它的打印机配备了数百种STEAM(科学,技术,工程,艺术和数学)课程计划。MakerBots现已在全美5,000所学校推出。


3.食物

3D食品打印的主要价值在于方便和定制。随着专业饮食变得越来越普遍,3D打印食品有望实现更加 个性化 的按需饮食体验。

该技术最初仅限于含糖的加工甜食,目前已经应用到更多领域。现在,一些商业厨房已经采用3D打印技术,少数公司已经推出了家用3D食品打印机原型。

3D食品打印领域的知名品牌包括 Beehex,一家服务于大型食品服务业务的披萨打印机,以及 Yissum公司,该公司采用天然无热量纤维来粘合食品成分。

Natural Machines的Foodini可以使用天然成分打印各种食物,只要它们能够变成泥状。Natural Machines声称可能性是无限的。Foodini目前可用于商业厨房,目标是将来将其推广到家庭厨房中。

一些食品公司已经在他们的生产过程中使用3D打印。例如,无乳制品牛奶创业公司 Perfect Day使用3D打印制作不含牛奶的乳制品蛋白质。


4.假肢

许多医生对3D打印假肢,牙箍和其他行走器具非常乐观。

在美国,假肢的价格通常在5,000美元到50,000美元之间,而获得假肢的过程可能需要数月。3D打印大大降低了成本和生产时间 - 3D打印假肢通常可以在一天内完成。

对于穿着假肢的人来说,设备的质量和舒适度决定了他们每天可以参与的活动,因此定制化是至关重要的。3D打印技术非常适合满足这种需求。

3D打印有助于将假肢带给最需要帮助的人,特别是在受冲突或疾病影响的发展中国家。志愿者组织Enabling theFuture使用3D打印制作50美元的e-NABLE机械手。


5.药物

3D打印可以根据患者的个人需求和偏好制造药物。

在传统的制造工艺中,诸如形状,颜色,设计,强度,释放曲线和成分分布的药物特性不容易改变。现在像维生素创业企业 Multiply Labs利用3D打印来制造定制个人补品的公司正在展示打印药丸的威力。

该技术还可能影响注射药物。麻省理工学院的研究人员发明了一种 新的打印技术, 用于开发微型颗粒,从单次疫苗接种中提供多次,注射剂量随时间变化的药物。

在3D打印药物成为主流之前,需要克服重大的监管障碍。FDA的测试和研究办公室正在进一步探索3D打印在药品方面的应用。

迄今为止,只有一种经FDA批准的3D打印药物:Spritam®,一种抗癫痫药物,可在吞咽后数秒内分解。生产商Aprecia Pharmaceuticals声称该药物的独特结构无法通过传统制造工艺来实现。


6.汽车

汽车行业是3D打印应用的先驱之一。对于汽车制造商而言,该技术可提供更快,更具成本效益的产品开发周期以及坚固轻巧的终端产品。

到目前为止,汽车公司主要使用3D打印进行预生产任务。随着消费者对数字联网要求和环境友好型汽车要求越来越大,3D打印技术使汽车制造商能够比以往更快地设计,测试和验证新概念。

汽车公司越来越多地使用3D打印来制造零部件,夹具和内饰元件。这可以减少对外部供应商的依赖,并加快进入市场的步伐。

几家汽车制造商推出了几乎完全由3D打印生产的原型。意大利公司X ElectricalVehicle表示,它将在2019年推出首款批量生产的3D打印汽车。

从福特到宝马的汽车制造商正在探索如何利用该技术进行定制化生产。如今,生产小批量的定制汽车零件和模具通常成本过高,因为它们是通过模塑形成的,这需要大量的前期投资。

在许多情况下,3D打印不再需要模具,因此像Stratasys这样的大型企业 最终可以将完全定制的车辆推进主流市场。


7.艺术

艺术界的许多人都很快接受了3D打印。今天,艺术家可以手工绘制设计,然后使用金属,玻璃和陶瓷等材料进行3D打印。

2014年,史密森尼学会的国家肖像画廊展示了奥巴马总统的3D打印肖像。通过3D打印实现的其他艺术作品包括经典梵高的“向日葵”的雕塑复制品,以及分析伦勃朗全部作品的项目。

麻省理工学院的媒体实验室正在设想在未来,任何事物都可以3D形式呈现,无论其如何复杂。

3D打印还可以使艺术更容易获取,不仅仅局限在博物馆里。例如,VerusArt使用3D打印创建著名绘画的纹理复制品并将其显示给学校。与博物馆不同,学生可以触摸复制品并感受原始艺术家使用的精确笔触。

有些人已经指出3D打印艺术带来了许多道德和版权问题。


8.家具

传统上,设计家具需要大量的时间和投资。3D打印简化了流程,使设计人员能够更快地测试概念并为客户提供更低的价格。通常耗资数千美元的定制桌子使用3D打印技术可能只需几百美元。

3D打印也适用于控制材料的密度,这意味着它可以生产更轻的家具。

宜家和麻省理工学院的团队正致力于将3D打印家具带入大众市场。


9.包装

借助3D打印技术,包装公司可以快速开发新的包装设计和新设备来制造包装。例如,Anubis 3D发明了一种3D打印机器人手臂,可以更有效地组装其包装。

3D打印也可用于融合产品和包装。能量饮料公司Smart Cups开发了3D打印,可生物降解的杯子,其中含有一些饮料成分。通过向杯子中加水来产生饮料。

在未来,CPG品牌可以使用3D打印为客户提供完全可定制的包装选项。


10. 枪支

由于其在枪械生产中的应用,3D打印最近受到争议。

在司法部宣布与初创公司Defense Distributed达成和解,允许该公司发布3D打印枪的数字蓝图后,该问题开始成为2018年7月的头条新闻。此后,一名联邦法官向该公司发出了临时限制令。

枪支安全倡导者和执法官员特别关注塑料枪的打印,这些塑料枪可能无法被金属探测器检测到。

正如政府未能完全消除假币一样,也许不可能完全停止3D打印的枪支 - 特别是随着打印技术变得更容易获得。

窗体顶端

窗体底端


11.无人机

无人机由几个经常需要更换的小零件组成,这使得无人机成为3D打印的理想选择。

今天,消费者可以在线购买现成的可打印无人机套件。如果他们的无人机坠毁,他们可以3D打印螺旋桨,天线支架和防护设备等备件。

商用制造商有朝一日可以打印无人机的整个框架,其零件可根据具体使用情况进行独特定制。

美国陆军研究人员与海军陆战队合作开发3D打印的无人机(无人机),士兵可根据特定任务进行定制。他们设想士兵可以在进入任务执行状态后24小时内打印无人机。


12.医疗植入物

定制对于医疗植入物至关重要。每个人的解剖结构都不同,在外科手术中,时间至关重要。在涉及植入物的情况下,可以利用3D打印来显着改善医疗保健结果。

澳大利亚的一个研究项目开发了一个骨癌手术系统,患癌的部位被移除之后,植入物是3D打印的。在这种情况下,生产速度会改变行业游戏规则 - 通常需要两个操作的情况可以浓缩只需要一个操作步骤。

在美国,FDA最近批准了由Centinel Spine开发的3D打印脊柱植入物 。


13.环境保护

从人工珊瑚到野生动物修复,3D打印已证明在环境保护方面很有用。

由于3D打印速度快且可以使用各种天然材料,因此它可以作为传统环境修复技术的可行替代方案。科学家甚至使用3D打印标签来追踪濒临灭绝的物种。

3D打印一直被认为是一种环保的制造方法。打印机可以通过编程仅使用制造产品所需的最少的材料,并且它们可以与各种可回收材料一起使用。

然而,许多环保主义者指出,需要对技术的能耗和排放足迹进行更多的研究。


14.空间技术

空间技术行业3D打印的价值主张是明确的:3D打印可以生产出强大,轻便的设备,而且随着企业竞相探索太空,快速的原型设计是关键。

Relativity Space的首席执行官 认为,空间技术的未来在于3D打印。该公司是少数几个使用3D打印以较少的资金制造更好的火箭的太空技术公司之一。

像Jeff Bezos的 Blue Origin 和Elon Musk的 SpaceX一样,Relativity将目标瞄准火星,并表示3D打印对于在火星建立并扩大社会网络至关重要。

NASA也在研究如何利用3D打印:它已经发布了可打印项目的开源模型,例如Apollo 11登陆站点。


15.人力交通

对于人力驱动的交通方法,车辆的设计和材料对其速度和安全性有重大影响。例如,环法自行车赛车手青睐的碳纤维公路自行车通常价格昂贵且属于劳动密集型行业。

初创公司AREVO正在使用3D打印来开发碳纤维自行车,据称它几乎不需要人工劳动。

消费者正在使用3D打印制作自行车零件,配件,备件 - 有时甚至是整个自行车。将来,骑自行车的人可能会在休息站停下来为他们的自行车或新的定制头盔打印更换部件。

以消费者为中心的3D打印公司 MakerBot 最近推出了一款功能性3D打印滑板。滑板爱好者可以在新的滑板中选择他们想要的特定材料,设计和技术元素,并在几天内完成3D打印。


16.农业

3D打印为农业带来很多新的变化,这个行业依赖于笨重的设备并且经常发生在偏远地区。

农场设备由几个小部件组成。如果在收获期间碎片断裂,则更换所需的时间很长可能会有问题。3D打印提供了一个自给自足的机会,特别是对于小型农场。

一些农民在缅甸,一个基础设施差,无法获得质量较好的农用设备的地区,正在使用3D打印来制作新工具的原型产品。

在美国,3D打印有可能颠覆围绕维修权立法的斗争。如果农民能够自己打印机器,他们将不会对大型机械公司心存感激。

可以想象未来的情景,农村农民能够打印他们可能需要的任何备件,从而不再需要花太多的钱到供应商那里去。他们可以尝试金属之外的打印材料,如再生塑料,并发展循环经济。


17.航空

国际航空运输协会(IATA)预测,到2035年,72亿乘客将乘飞机旅行。为了满足需求,飞机制造商需要降低成本并提高燃油效率。

GE航空和波音等巨头越来越多地寻求3D打印来开发未来的飞机。

GE使用3D打印技术开发了GE Catalyst,这是一种新型涡轮螺旋桨发动机。该发动机的设计者将855个独立部件组合成12个。

波音公司宣布将开始使用3D打印的钛合金零件来制造787梦想飞机,最终每架喷气式飞机可节省高达300万美元的成本。


18.考古与文化保护

考古学家经常面临着接触古代文物的挑战。去看人工制品可能代价高昂,但无法近距离检查可能会妨碍研究。

通过3D打印,考古学家可以共享数字数据文件,以便任何人都可以打印精确的工件副本。然后可以由研究人员,学生或公众自由地处理和研究打印的复制品。

哈佛大学,牛津大学和迪拜未来基金会之间的联合合作伙伴关系最近推出了巴尔米拉凯旋门的3D打印复制品,这是一个古老的废墟,于2015年被伊斯兰国摧毁。

在秘鲁,考古学家采用了古代女祭司的木乃伊遗骸,并使用3D打印重建了她的外表。

在未来,博物馆可以3D打印整个遗迹,以前所未有的精确度将过去变为现实。


19.消费电子

诸如智能手机,平板电脑和健身追踪器之类的制造设备通常涉及精心组装的几个步骤以实现批量生产。

制造商可以使用3D打印将设备创建为单个部件,无需组装。这是可能的,因为打印机可以将导电油墨与构成产品外部的金属和塑料结合起来。

3D打印还提供了更大的设计自由度,因为它可以消除对扁平电路板的需求,允许使用各种形状和尺寸的设备。3D打印的定制功能可以使其特别适用于消费电子产品,这是一个订购定制产品很少的领域。

如今,消费电子制造商正在使用像Optomec这样的3D打印系统 来制造天线,传感器和其他产品元素。在未来,3D打印可以实现更小,更时尚,更定制化的消费电子产品,减少浪费。


20.玩具

数字化已经改变了玩具行业,制造商竞相制造科技水平更高的玩具并与各种电视手机屏幕竞争以吸引儿童的注意力。

现在,3D打印是其中的一部分。家长可以在家中使用LulzBot Mini家用打印机等设备打印乐高积木,动作人物和棋盘游戏。

密歇根理工大学的一个团队估计,通过自己打印玩具,消费者每年可以节省6000万美元购买玩具。他们还可以制造个性化玩具,并且可以设计市场上没有销售的玩具。。


21.娱乐

娱乐业正在利用3D打印技术制作引人注目的道具,角色和布景。

设计和道具设计师经常在获得批准之前为其制作人进行大量的工作。通过3D打印进行快速原型制作和小批量生产可以大大提高这些流程的效率。

几部备受瞩目的电影采用了3D打印技术。来自漫威黑豹的服装设计师透露,该团队使用Stratasys 3D打印机制作了电影中使用的一些服装。

奥斯卡提名的动画电影 Anomalisa 依靠3D打印机的快速原型制作,为他们的定格动画中使用的木偶创建可互换的面部和表情。


22.时尚和配饰

快时尚的崛起 已经颠覆了时尚产业的季节性,3D打印有进一步加速生产的能力。它还允许消费者参与设计他们所穿的衣服。

由于3D打印可以很好地使用硬质材料,因此它和珠宝,鞋子和装饰一起引入时尚界。像Adidas,Reebok和New Balance这样的品牌都推出了3D打印计划。

许多时尚品牌由CLO等3D技术公司提供支持 ,现在正在使用3D扫描和3D打印来创建定制产品。设计师Iris Van Herpen在2018年巴黎时装周的一场秀中推出了一系列3D打印服装。

尽管3D打印在时尚行业具有潜力,但它在柔软材料和非几何形状方面的应用仍有局限性。有些人设想一个混合的未来,3D打印与传统方法协同工作,以充分利用达到两全其美。


23.国防

时间和精度在国防领域中至关重要。世界各地的军队,包括美国陆军,英国陆军,以色列国防军和中国人民解放军,正在试验3D打印以增强其作战能力。

美国国防部在2018年美国军事预算中包括了3D打印技术的资金。新兴威胁和能力小组委员会描述了“增材制造或3D打印将为国防部提供的重大可能性,包括革新工业供应链,以及提供全新的技术能力。”

美国军方已经推出了一些值得注意的3D打印项目,包括一个榴弹发射器和一架无人机。这种一致的兴趣可能会推动为美国军队服务的公司进一步投资3D打印技术的发展。

3D打印还可以使士兵在现场制作自己的药品和用品。

24.音乐

乐器的形状和材料决定了它的音质。虽然3D打印尚未在音乐行业中占据主导地位,但它可以为乐器设计,构图和声音提供新的可能性。

乐器制造商已经开始尝试3D打印,推出像钛小提琴和一套定制的弦乐器一样的创作。

随着3D打印技术的发展,并且可以应用塑料和金属之外的材料进行打印,打印乐器可以变得更加普遍。3D打印还可以帮助音乐家在巡演时获取乐器备件。


25.再生医学

从事再生医学工作的科学家和医生长期以来一直梦想能够为人类打印替代器官和组织。对器官移植的需求远远超过供应。

“生物打印”是指使用3D打印来制作模仿人体中发现的材料。它可以产生组织,骨骼,血管和潜在的整个器官。

在短期内,生物打印材料可以提供一种在没有动物或临床试验的情况下测试药物安全性的新方法。欧莱雅已经在尝试使用3D打印皮肤来测试其化妆品产品。

3D打印组织此前未能与血管正确连接以接收氧气和营养物质,但研究人员现在正在开发可在人体内存活的打印组织。这可能会影响从肾衰竭到关节炎到不孕症等各种疾病。

虽然生物打印可以为人类患者服务还有很长的路要走,但已经有成功的小鼠试验。西北大学的科学家们将一个3D打印的卵巢植入一只可以繁殖和护理的老鼠身上。

原文发布于微信公众号 - 点滴科技资讯(DDKJZX)

原文发表时间:2018-09-04

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