列印機(jī)能列印出水果?這不是開(kāi)玩笑吧。沒(méi)錯(cuò),這是真的。近日,英國(guó)康橋設(shè)計(jì)公司Dovetailed宣佈,已經(jīng)研製出3D水果列印機(jī)。不過(guò),這種列印機(jī)列印出的可不是傳統(tǒng)的水果,而是一種可以有任何水果味道、由果汁和化合物組成的水果式混合食物。
自3D列印機(jī)問(wèn)世以來(lái),房子、化粧品以及各種各樣的3D列印品逐漸走進(jìn)人們的視野。
“3D列印在過(guò)去幾年的增長(zhǎng)速度可以用‘驚人’二字來(lái)形容,速度非常快。”stratasys大中華區(qū)總經(jīng)理汪祥艮在接受《國(guó)際金融報(bào)》記者採(cǎi)訪時(shí)表示,3D列印的最大魅力就是要讓大家有更多的想像空間,3D列印可以做的東西非常多。在6月4日至7日的第十五屆中國(guó)國(guó)際模具技術(shù)和設(shè)備展覽會(huì)上,Stratasys展出了全球惟一一款彩色多材料3D列印機(jī)。
“我們現(xiàn)在注重的是3D列印的創(chuàng)新、傳播和體驗(yàn),人們體驗(yàn)之後就會(huì)認(rèn)識(shí)到它的價(jià)值。未來(lái)若干年,3D列印技術(shù)仍將保持高速增長(zhǎng)。”汪祥艮説。
吃貨福利
毋庸置疑,醫(yī)療、服裝、工業(yè)製造甚至食物,3D列印正在慢慢席捲我們的生活,打開(kāi)通往未來(lái)的神奇之門(mén)。
在眾多的3D列印品中,食物無(wú)疑成為最受眾人矚目的焦點(diǎn)。如今,3D水果列印機(jī)的問(wèn)世無(wú)疑讓更多“吃貨們”興奮。
幾分鐘列印水果,到底是如何辦到的呢?據(jù)了解,該列印機(jī)使用了分子球化工藝技術(shù),即將果汁注入到一粒粒類(lèi)似魚(yú)子醬或西米大小的凝膠狀球體中去。列印前,先將果汁混入藻酸,然後將混合物滴進(jìn)預(yù)冷的氯化鈣溶液中。在氯化鈣溶液裏,果汁混合液被包裹上一層薄膜,最後形成了果汁表皮包裹著的球狀物。咀嚼時(shí),“3D水果”內(nèi)的果汁迸射出來(lái),口感像真實(shí)的水果一樣。所以,它們其實(shí)並非是真正意義上的水果,而是由果汁和化合物組成的水果式混合食物,可擁有多種口味。而在家就可以列印“水果”為人們的生活開(kāi)啟了無(wú)限可能。
事實(shí)上,3D列印食物早已不是新鮮事,列印披薩、巧克力對(duì)於3D列印機(jī)來(lái)説都是小菜一碟的事情。不久前,3D Systems公司就宣佈與著名巧克力品牌好時(shí)合作,開(kāi)發(fā)全新的食物3D列印機(jī),可以支援巧克力、糖果等零食列印;而英國(guó)的Chocedge公司已經(jīng)研發(fā)出可以列印蛋糕裝飾的巧克力邊的列印機(jī),售價(jià)為4783美元(約合人民幣28970元),巧克力注射器成本則為25美元(約合人民幣151元);位於美國(guó)紐約州的康奈爾大學(xué)研究室則研發(fā)了一臺(tái)3D列印機(jī),可以打出很多花樣的玉米片,還可以製作漢堡肉餅。
更有意思的是,這項(xiàng)技術(shù)還被美國(guó)國(guó)家航空航太局(NASA)看上了。NASA曾授權(quán)廠商Systems &Materials研發(fā)可以列印披薩的3D列印機(jī),以改善宇航員的膳食水準(zhǔn)。據(jù)説,列印機(jī)原型能夠使用保質(zhì)期很長(zhǎng)的油及麵粉,同時(shí)最大限度地減少披薩中的不健康成分。其工作原理就是首先列印一層麵糰,其他的食材一邊印刷一邊烘烤,列印機(jī)底部會(huì)有一個(gè)加熱板,番茄以粉末的狀態(tài)存儲(chǔ)在那裏,再混合油和水,而最頂層的深層蛋白質(zhì)則是來(lái)自動(dòng)物、牛奶或植物的蛋白質(zhì),直到最後整個(gè)披薩被印刷出來(lái)。
水果、披薩、巧克力、玉米片,3D列印食物的能力所向披靡,但吃貨們?nèi)羰且虼肆骺谒脑捑蜑闀r(shí)過(guò)早了。
“你敢吃嗎?”這是一個(gè)橫亙?cè)诖蠖鄶?shù)人面前的問(wèn)題,看著新奇,但面對(duì)列印機(jī)打出的食物,你真的會(huì)有食欲嗎?就像水果列印機(jī)列印出的並非真正意義上的水果一樣,3D列印出的食物和我們平時(shí)吃的一定是不同的。要用3D列印機(jī)製作同樣的食物則需要用特殊、可食用、與3D列印機(jī)相匹配的材料。
就拿NASA投資12.5萬(wàn)美元開(kāi)發(fā)為宇航員改善伙食的3D列印機(jī)來(lái)説,最先面世的披薩原材料不是麵粉,而是由營(yíng)養(yǎng)粉、水和油製成。更令人食欲全無(wú)的是,這些營(yíng)養(yǎng)粉的原料提取其實(shí)都來(lái)自昆蟲(chóng)、草和水藻。也許在打造3D列印機(jī)的工程師看來(lái),隨著地球人口的增長(zhǎng),越來(lái)越多的地區(qū)會(huì)缺乏食物,從昆蟲(chóng)中直接攝取蛋白質(zhì)比吃肉攝取顯然更具有可持續(xù)性。而在飛機(jī)或太空中有幸吃到3D列印機(jī)“吐”出來(lái)的食物也是一項(xiàng)令人驕傲的科技創(chuàng)新。但對(duì)於普通百姓來(lái)説,如何接受3D列印製作的食物,還是一個(gè)嚴(yán)峻的問(wèn)題。
想一想,全球每個(gè)家庭的廚房都有個(gè)3D列印機(jī),用它列印的食物來(lái)養(yǎng)活家人,這的確是一副充滿(mǎn)想像的神奇畫(huà)面。然而一臺(tái)動(dòng)輒上萬(wàn)元的3D列印機(jī)和昂貴的原材料顯然不是所有人都能消費(fèi)得起的。“花大價(jià)錢(qián)去吃3D列印的東西太不可思議了。”一些接受《國(guó)際金融報(bào)》記者採(cǎi)訪的人提起此事都表現(xiàn)出難以接受的神情。
由此可見(jiàn),3D列印食物看上去離我們很近,十分新鮮,但其與民用化、普及化之間仍是障礙重重。也許在材料及技術(shù)的普及之後,3D列印不再昂貴之時(shí),它才會(huì)真正進(jìn)入人們的生活。
秀場(chǎng)成名
雖然列印食物有些“遙不可及”,但3D列印服飾早已叱吒整個(gè)時(shí)裝秀場(chǎng)。2013年,設(shè)計(jì)師Melinda Looi的亞洲首場(chǎng)3D時(shí)裝秀颳起了一陣3D旋風(fēng)。整場(chǎng)秀的靈感來(lái)自鳥(niǎo)類(lèi),翅膀零件、圖案與自然相呼應(yīng)。設(shè)計(jì)師通過(guò)3D列印技術(shù)製造首飾、項(xiàng)鍊、裙子、披肩和有翼背包。由於3D列印材料的統(tǒng)一特殊性,也讓整套設(shè)計(jì)十分完整,自然融合,展現(xiàn)出一種最原始的美。
而在四大時(shí)裝周上,首度嘗鮮3D列印的是荷蘭女設(shè)計(jì)師愛(ài)麗絲·范·赫本(Irisvan Herpen),這位鍾情于把科技與時(shí)尚結(jié)合的先鋒設(shè)計(jì)師,十分注重材料與工藝的表現(xiàn)。她于2013年春夏巴黎高級(jí)定制時(shí)裝周上與麻省理工學(xué)院藝術(shù)與科學(xué)專(zhuān)業(yè)教授奈莉·奧克斯曼(NeriOxman)合作3D列印服裝,震撼時(shí)尚界。
在2013年的秋冬巴黎高級(jí)定制時(shí)裝周上,愛(ài)麗絲·范·赫本再次推出Wilderness Embodied系列,由3D列印和鐳射剪裁技術(shù)“製作”了整個(gè)系列,其中與時(shí)裝鞋設(shè)計(jì)師Rem D Koolhaas合作的鞋履也均為3D列印。鞋履以樹(shù)根為靈感,呈現(xiàn)盤(pán)根錯(cuò)節(jié)的生長(zhǎng)過(guò)程。樹(shù)根鞋每層僅16微米,使用剛性的黑色和白色的不透明材料,如此複雜的幾何結(jié)構(gòu)在3D列印技術(shù)上得到了充分展現(xiàn)。
到了2014年,各大春夏時(shí)裝周上,3D列印儼然已成為設(shè)計(jì)師的寵兒,尤為賺人眼球的是3D列印的各種印花連衣裙。來(lái)自紐約的多學(xué)科設(shè)計(jì)師弗朗西斯·比托尼利用3D列印機(jī)和柔性長(zhǎng)絲,設(shè)計(jì)出了多款Verlan禮服和3D印花連衣裙,多邊形和繁複的花紋加上3D列印材料特別的材質(zhì),打造出一件又一件神話般精緻的禮服,驚艷四座。
“3D列印對(duì)於學(xué)設(shè)計(jì)的人來(lái)説真的十分方便,當(dāng)我設(shè)計(jì)完一個(gè)東西之後,你只需一臺(tái)3D列印機(jī),就可以通過(guò)程式設(shè)計(jì)之後在家將成品列印出來(lái),省去了開(kāi)模等繁瑣的步驟,也讓設(shè)計(jì)的過(guò)程變得更加靈活。”曾就讀于東華大學(xué)萊佛士設(shè)計(jì)學(xué)院的盧楨(化名)告訴《國(guó)際金融報(bào)》記者,她不久前剛花了1萬(wàn)元買(mǎi)了一臺(tái)小型家用的3D列印機(jī),“雖然有些小貴,但真的非常方便,也很有樂(lè)趣,給我打造了一個(gè)更好的設(shè)計(jì)環(huán)境。”
如果説,2014年四大時(shí)裝周時(shí)3D列印服裝設(shè)計(jì)還受限于材料的種類(lèi)和顏色的話,今年3月,stratasys推出的全球首款彩色多材料3D列印機(jī)更是拉近了設(shè)計(jì)師與列印機(jī)的距離。南非設(shè)計(jì)師和工程師Michaella Janse van Vuuren就與Stratasys攜手合作,推出了別具一格的彩色多材料3D列印時(shí)裝系列。該系列設(shè)計(jì)獨(dú)特,以“彩色玻璃”緊身胸衣、“經(jīng)典之蛇”時(shí)裝鞋和腰帶,以及一系列“魚(yú)遊珊瑚”手鐲為設(shè)計(jì)亮點(diǎn)。這些設(shè)計(jì)作品多為一次性3D列印而成,融合了前所未有的明艷色彩和材料組合。彩色玻璃緊身胸衣刻畫(huà)了伊甸園中禁果之樹(shù)的花、漿果和樹(shù)葉。為了完美表現(xiàn)出教堂彩色玻璃的效果,van Vuuren與Stratasys的材料工程師Tal Ely通力協(xié)作,使用了一個(gè)由3種基本材料組成的定制墨盒:即Stratasys的透明和類(lèi)橡膠材料,與Vero Magenta品紅材料結(jié)合,調(diào)製出了特別的瑩彩粉紅和夢(mèng)幻紫色。緊身胸衣整體由柔韌性和透明度各異的Poly Jet數(shù)字材料製成,從剛性透明嵌板到柔性彩色部件悉數(shù)在列。Stratasys市場(chǎng)副總裁Arita Mattsoff表示:“‘彩色玻璃’緊身胸衣完美地體現(xiàn)了Objet 500 Connex3彩色多材料3D列印機(jī)先進(jìn)的設(shè)計(jì)和製造功能。這件作品的複雜程度不容小覷——3種不同材料的液滴融合,不僅能一次性列印出柔性、剛性和彩色部件,還能實(shí)現(xiàn)不同的透明屬性。現(xiàn)在,設(shè)計(jì)師可在一道工序中創(chuàng)造製作由不同材料和色彩組成的複雜結(jié)構(gòu),堪稱(chēng)史無(wú)前例的創(chuàng)舉。”
前世今生
即使再史無(wú)前例,人們還是不禁要問(wèn),一臺(tái)機(jī)器是如何列印出立體的東西的?對(duì)此,汪祥艮告訴《國(guó)際金融報(bào)》記者,確切來(lái)説,3D列印技術(shù)是運(yùn)用粉末狀金屬或塑膠等可黏合材料,通過(guò)一層又一層的多層列印方式,來(lái)構(gòu)造零物件的。簡(jiǎn)單來(lái)説,3D 列印就是在普通的二維列印的基礎(chǔ)上再加一維。列印機(jī)先像普通列印一樣在一個(gè)平面上將塑膠、金屬等粉末狀材料列印出一層,然後再將這些可黏合的列印層一層一層地黏合起來(lái)。通過(guò)每一層不同的“圖形”累積,最後就形成了一個(gè)三維物體。就像蓋房子一樣,磚塊是一層一層的,但累積起來(lái)後,就成了一個(gè)立體的房子。
事實(shí)上,3D列印的概念早在上世紀(jì)80年代就已經(jīng)出現(xiàn)。1995年,美國(guó)麻省理工學(xué)院創(chuàng)造了“3D列印”這個(gè)名詞,隨後,3D列印便開(kāi)始在實(shí)驗(yàn)室萌芽。而其真正受到世人關(guān)注則是在美國(guó)金融危機(jī)時(shí)期,為了實(shí)現(xiàn)“製造業(yè)回流”,2011年6月,奧巴馬宣佈一項(xiàng)新政策,並向3D列印産業(yè)支出5億美元以提升美國(guó)在製造業(yè)上的領(lǐng)先地位;2013年2月,奧巴馬在國(guó)情咨文中表示,將建設(shè)一個(gè)包含15個(gè)製造創(chuàng)新中心的全國(guó)性網(wǎng)路,希望專(zhuān)注于3D列印和基因圖譜等各種新興技術(shù)。隨後,3D技術(shù)開(kāi)始被應(yīng)用在醫(yī)療模型、建築模型等更廣泛的領(lǐng)域。
如今,3D列印機(jī)雖然可以列印出服裝、汽車(chē)甚至食物,但由於成本和列印材料等技術(shù)方面的限制,3D列印技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用主要還是在産品研發(fā)過(guò)程中的設(shè)計(jì)驗(yàn)證,如在進(jìn)行批量生産之前,設(shè)計(jì)出産品,通過(guò)3D列印機(jī)列印出樣品進(jìn)行評(píng)估,及時(shí)發(fā)現(xiàn)産品設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題,並對(duì)設(shè)計(jì)的樣品進(jìn)行功能測(cè)試等。甚至還包括用3D列印技術(shù)進(jìn)行模具製造,如列印出真空鑄造件和熔模鑄造件的母模、注塑模等。“不同的材質(zhì)需要不同的3D列印機(jī),也就是説,暫時(shí)沒(méi)有一種列印機(jī)能通吃所有材料。”汪祥艮説。
醫(yī)用領(lǐng)域
雖然3D列印的普及之路是漫長(zhǎng)的,但它給予人們的想像是無(wú)限的。近日,上海女孩小沈從5樓陽(yáng)臺(tái)墜落,骨盆和骶骨粉碎性骨折。而醫(yī)生用3D列印技術(shù)按照小沈受傷的骨盆和骶骨以1:1的比例列印出來(lái),精確找到每一個(gè)骨折線和骨折錯(cuò)位方向,每一步手術(shù)都在3D列印模型的引導(dǎo)下進(jìn)行,手術(shù)精確度大大提高,讓本將面臨癱瘓的小沈有希望重新站立。可以説,3D列印技術(shù)為患者“列印出”了一個(gè)新的未來(lái)。
事實(shí)上,3D列印除了在工業(yè)方面較為普及外,醫(yī)療領(lǐng)域正是另一個(gè)最被廣泛應(yīng)用的地方,尤其在骨科和牙科領(lǐng)域。
“3D列印令我們能進(jìn)行深入評(píng)估和手術(shù)預(yù)演,更能按病人骨頭的彎曲度精確地放置植入體。”香港中文大學(xué)矯形外科及創(chuàng)傷學(xué)系教授粱國(guó)穗表示,因?yàn)槿梭w骨骼中的鈣使掃描圖像成像非常清晰,所以3D列印是製作骨頭模型的理想工具。通過(guò)電腦斷層成像技術(shù)(CT)掃描就可生成3D列印所需的檔案。對(duì)於骨癌手術(shù)、退行性關(guān)節(jié)炎、四肢校正及重組碎骨等各種情形,外科醫(yī)生能使用3D列印製作的骨骼模型進(jìn)行會(huì)診、評(píng)估以及對(duì)外科手術(shù)進(jìn)行規(guī)劃。
在牙科方面,汪祥艮介紹,一般種植一顆牙或者説整個(gè)做一副牙,需要咬石膏模,然後去修改,很痛苦,時(shí)間很長(zhǎng)。而現(xiàn)在可以做到數(shù)據(jù)化,用手持式的口腔掃描器得到數(shù)據(jù),把牙型通過(guò)3D技術(shù)列印出來(lái),再以其為根據(jù)去做牙模,既精確又方便。此外,醫(yī)生團(tuán)隊(duì)還可以利用特定的3D列印機(jī)在短短數(shù)小時(shí)內(nèi)創(chuàng)建定制手術(shù)導(dǎo)板,這些導(dǎo)板將在手術(shù)前被放到患者的牙齒上,讓醫(yī)生可在手術(shù)中精準(zhǔn)標(biāo)出手術(shù)角度、深度,以及正確的植入位置。醫(yī)生還可以精確列印患者的下顎影像,以便在處理疑難個(gè)案前預(yù)先進(jìn)行手術(shù)“演練”。手術(shù)可以變得更快、更精確,而患者也因與醫(yī)生更好的術(shù)前溝通,減輕了心理壓力和手術(shù)中承受的疼痛。
除了醫(yī)用器具、時(shí)裝、食物,不久前,湯臣集團(tuán)甚至提出了用3D列印技術(shù)做房地産的想法。事已至此,未來(lái)的3D列印機(jī)還有什麼是無(wú)法列印的呢?“實(shí)際上,現(xiàn)在還是處?kù)对缙陔A段,3D列印有太多的空間,可以做太多的事了。但3D列印技術(shù)最核心的部分是材料。材料種類(lèi)越多,能夠被應(yīng)用的領(lǐng)域就越廣。可以説,3D列印的未來(lái)有著無(wú)限的想像空間,等待我們一起去創(chuàng)造。”汪祥艮如是説。
而這幾天,盧楨正琢磨著自己的創(chuàng)業(yè)計(jì)劃,和朋友開(kāi)一家3D列印定制設(shè)計(jì)工作室。“具體的方案還沒(méi)想好,3D列印機(jī)價(jià)格從幾萬(wàn)元到幾百萬(wàn)元不等,但若要做工作室,光憑我現(xiàn)在那臺(tái)1萬(wàn)元的列印機(jī)肯定不行,必須要買(mǎi)一臺(tái)稍貴一些,功能更齊全的。”然而如何盈利、有沒(méi)有市場(chǎng)都是她擔(dān)心的事。“我就想根據(jù)顧客要求做一些獨(dú)一無(wú)二的定制小物,但3D列印的材料畢竟有限,如何滿(mǎn)足顧客的需求,也許還得再想一想。”(國(guó)際金融報(bào))
[責(zé)任編輯: 王偉]
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