选取与日常生活较近的3个场景:盖屋子、看病就医、陶艺DIY,一窥新技能如何进入和改变我们的生活。
像搭积木一样盖屋子——
打印农房成了“网红”景点
4个月前,56岁的张国烈怎么也想不到,自家农房会成为“网红”景点。
这座约400平方米、由6间北房组成的田舍院坐落在河北省故城县房庄镇宋庄村落,采取“3D打印与模块化妆配”的新型建造办法,在工厂将数字模型打印制作成一块块像积木一样的墙体模块,运到现场后,仅用7天就完成了主体构造安装。
新奇的盖屋子办法在十里八乡传开了,附近村落民纷纭赶来“打卡”,来自北京、上海、浙江、湖北等地和新加坡的专家也慕名而来。
打印的屋子有啥特殊?走进这座田舍小院一探究竟。在一片红砖砌体民房中,这座灰白色的院落格外出挑。面对一拨拨探访,张国烈总是激情亲切地把来客迎进院中,“花开富贵”影壁、“祥云福鹿”雕塑、“喜鹊登梅”纹理门廊、“福寿山水”画面山墙都成了“打卡点”。
这座民居由浙江大学建筑工程学院智能建造团队联合灵砼科技、冠力科技、山东基石增材公司产研协作共同完成。“院落采取一体化数字设计,全体房屋、院墙、廊柱等构造部件,还有花坛、地砖、假山、雕塑等景不雅观装饰均由混凝土3D打印而成,外部雕花纹理和内部管线空腔都是在设计阶段随着构造一起做好,三维建模,所见即所得。”浙江大学建筑工程学院副教授孙晓燕先容。
“设计完成后,打印过程就像挤奶油,3D打印机的喷嘴在设计好的轨道上来回运行,同时‘吐’出混凝土,一层层堆叠起来,墙体模块就造好了。”孙晓燕说。凑近仔细不雅观看,灰白色的混凝土墙体表层带有一层层约1厘米厚的纹理,还利用墙面凹凸形成颇具艺术感的花纹。
颜值挺高,实用性如何?
“设计之初就充分考虑了如何利用墙体空腔办理保温隔热隔声等功能和构造抗震抗灾的配筋需求,保温性能好,烧天然气取暖和,比住普通房屋更省,构造强度也更高。”浙江大学智能建造与工程管理研究所所长王海龙教授说,“还用上了固废低碳混凝土,更绿色环保。”
造价如何?“这座院子培植本钱为30万元旁边,和屯子普通的砖混房建造本钱靠近,附近几个村落的庄家也想着在自己家‘打印’一套。”故城县农业屯子局副局长张延安表示,“现在屯子盖屋子常常面临用工短缺,3D打印为俏丽村落庄培植供应了新思路,我们操持在更大范围内推广。”
认可背后,是科研团队板凳甘坐十年冷的艰辛与执着。
“从2013年起就致力于数字建造技能研究,用2年韶光摸清了打印混凝土的性能调控,又逐步占领打印设备、配筋增强技能以及打印建造技能等,团队至今已取得3D打印材料、装备、构造、施工方法国内外发明专利30余项,设备和技能也出口到了国外。”王海龙说。
甘肃火星1号基地太空舱酒店、喷鼻香港景不雅观座椅、沙特阿拉伯大型别墅……该团队的3D打印建筑物已在多地亮相。“除了推进更多项目落地,我们正探索水下和太空等场景的3D打印技能,并取得积极进展。”孙晓燕说,“增材智能建造的国际标准不久前发布,这意味着替代传统建造的步伐将会加快。希望在不久的将来,能像科幻电影里那样,在海底和太空实现远程无人智能建造。”
从削足适履到量文体“骨”——
为提升康健福祉出份力
上海交通大学医学院附属第九公民医院10号楼5层,3D打印接诊中央的一个房间里,大大小小的人体骨骼和枢纽关头3D打印模型静置在陈设架上。有的模型上有能干的绿色物体,那是特意标识的患者真实肿瘤形态。“就像开车看导航一样。”该院骨科主任医师郝永强说,“运用于手术设计的病变模型属于3D打印医学运用的第一个层次。有了这个模型,肿瘤多大、长在什么位置,与周围脏器、血管神经等之间是什么关系等等一览无余,既减少手术韶光,也能帮助年轻年夜夫更快发展。”
治疗骨科疾病多数便是在和骨缺损战斗。小的缺损人体可以自我修复,到一定程度只能借助人工办理,植入的骨添补块便是办理方法之一。“天下上没有两片完备相同的树叶,也没有两个人的枢纽关头或骨缺损的情形是完备一样的。”郝永强说,“过去,同一款人工枢纽关头假体形态基本同等,仅有少数几种尺寸差异,后来随着设计改进,组成假体的部件有多种规格,连接部有了更多的调节接口,但即便如此,效果仍不理想。”
3D打印的运用,实现了骨科手术由削足适履到量文体“骨”的精准化治疗。搭载人体细胞、细胞因子的生物打印活性组织或器官,则代表了3D打印医学运用的最高层次。
郝永强清楚地记得两年前一位16岁女孩由母亲陪同来向他乞助。当时,这名患者饱受左小腿疼痛困扰,连走路都成问题——临床诊断为“左胫骨近端肿瘤”。
“切除肿瘤会引致骨缺损,传统的治疗方法采取自体骨或异体骨移植,都存在一定风险或毛病,如二次手术创伤、疾病传播、免疫排异、骨来源受限等。”郝永强说。
看着陈设室冷冰冰的模型,听着让人一头雾水的术语,患者和家属都有点蒙,但郝永强还是说服他们,赞许采取一项新技能——那是中国科学家首创的“生物3D打印活性骨修复骨缺损”技能的首次运用。
3D打印活性骨被植入缺损部位,逐步降解并开释出搭载的患者自身的干细胞及活性成长因子,与缺损区域周围骨组织细胞相互浸染,骨形态完备匹配,修复速率也大大加快。
效果出乎患者预见。术后一个多月,这名女孩就能活动自若了,不仅回到教室,还能上体育课。
从医35年,在郝永强帮助下,已有成百上千名患者感想熏染到3D打印技能的温度。“上世纪90年代,海内年夜夫会优先选择国外的技能和产品。现在,从原材料到设备软硬件再到履行手术,我们实现了3D打印骨科手术技能和产品的完备国产化,手术成果让外国专家瞪大眼睛。”郝永强说。
2016年上海交通大学医学3D打印创新研究中央成立,郝永强担当该中央主任。到现在,全国28个省份已成立约100家医学3D打印分中央。不仅如此,国外骨科医疗东西商抛出的橄榄枝也让郝永强意识到,该当到国外培植分中央:“我们的技能创新走到了环球前列,‘走出去’既是扩展自身影响力,也是为提升外洋尤其是医疗欠发达地区患者的康健福祉出份力。”
在家也能烧瓷器——
更便利地享受动手乐趣
烧制一件瓷器须要多久?
在古代,选矿、炼泥、定样、利坯、绘画、施釉、入窑烧瓷,数十道程序下来,每每历时数月才能制作完成。
本日,网购好质料,用陶瓷3D打印机,利用窑炉烧制,或者更大略点,家用微波炉也能替代——刘文强测算出的均匀韶光是15分钟。
10年前,出于个人兴趣,山东大学机器工程专业二年级学生刘文强研发了一款陶瓷3D打印机,在学校环保主题的创新比赛中拿了奖,后来代表学校参加全国比赛,又斩获一等奖,这些奖状一贯被他悉心珍藏。
10年间,这名获奖大学天生了济南辰坤智能科技有限公司创始人,一款产品衍生出适用于多种场景的系列产品。“既有适宜普通消费者的,也有的适宜专业人士、公司。如用彩色釉料打印,也能实现上釉效果。”刘文强说。
刘文强的办公室里摆满了花瓶、水杯、摆件等大大小小颜色互异的陶瓷制品,这些都是他开拓的陶瓷3D打印机制作的。与其说是办公室,倒不如说更像一个陶艺DIY手事情坊。刘文强说:“陶瓷3D打印机大大降落了艺术创作、艺术体验的本钱。”
打印出来的作品,称得上艺术品吗?这是刘文强常常面对的质疑。“有人说机器做出来的东西没有灵魂。”他回顾。
最初,刘文强也不知道如何回嘴,直到他从用户乐此不疲的体验中找到了3D打印文创产品的代价。吉尔·泰勒是美国人,有60多岁,很喜好陶艺,但随着年事增长,手常常不听使唤,陶艺制作让她感到有些力不从心,直到创造这家公司的产品。
泰勒在社交平台上“秀”出一件3D打印和手工合营完成的作品:那是一只站立的母狮,穿礼裙戴披肩,身姿优雅,头微微抬起,瞩目远方,个中最难的裙裾便是3D打印而成的。“3D打印可以帮助用户摆脱禁锢、打破传统工艺的束缚,做出更加繁芜多变的形态,带来更大的创作自由度。”刘文强说。
可以打印的,不但是陶瓷。手办、船模、建筑模型、雕像、玩具……在文化创意领域,3D打印的运用越来越广。刘文强觉得到,消费级3D打印机市场增长速率很可不雅观。有数据佐证了这一点:2022年中国消费级3D打印设备销量为135.18万台,较2017年增长14.4倍。
打印速率慢、利用门槛高、产品价格高档成分一度“劝退”广大普通消费者。近年来在市场需求和技能进步共同催化下,消费级3D打印机发卖价格大幅下探,并叩开外洋市场。
“我们的用户紧张来自外洋,一些动手能力很强的人还会激情亲切地提出建议帮助改进产品,很喜好这种和用户共创的氛围。”刘文强说,“希望我们的产品能走进更多家庭,让人们更便利地享受动手乐趣。”( 康朴)
来源:公民日报外洋版