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硅胶3D打印异军突起 应用广泛前景可期

发布时间:2017-08-18 08:47:34

  硅胶作为一种3D打印材还十分年轻,只不过是近两三年才在增材制造产业崭露头角。然而就是在这如此短的时间里,硅胶已经显现了突出的优势和强大的发展潜力,成果惊人。无论是拓展科技前沿还是完善生活细节,硅胶3D打印都将大有可为。

   作为传统材料,硅胶已为人类服务了百余年之久,但作为一种3D打印材料,它还十分年轻,只不过是近两三年才在增材制造产业崭露头角。然而就是在这如此短的时间里,硅胶已经显现了突出的优势和强大的发展潜力,成果惊人。最近瑞士科学家造出的全球首颗能够跳动的3D打印心脏便是由硅胶制成的。

   人们并不是不知道硅胶在3D打印领域拥有光明前景,只是长期以来制造技术上一直难以取得突破。与PLA/ABS线材、金属粉末等材料不同,硅胶很难通过传统的3D打印设备加热融化进而成型。

   直到2014年,这种情况才有了改观。英国的FrippDesigns企业率先发明出无需任何辅助材料就能生产硅胶零部件的Picsima硅胶3D打印机。紧接着,德国化学品巨头瓦克化学又于2015年推出了小滴硅胶液3D打印工艺。直到今天,新的硅胶3D打印技术还在不断涌现,这个年轻产业尚未形成统一的技术规范,活力十足。

   硅胶可3D打印之后,首先从PLA/ABS线材、金属粉末等老材料手中夺过了一部分本应属于自己的市场。以往由于顾忌高昂的成本而对硅胶望而却步的设计师们可以用它来任意制造模具,设计普通商品的原型了。此外,硅胶更是凭借柔韧、稳定等优良特性开辟出了广阔的应用空间。

   硅胶与医学可谓相互成就。当前,生物3D打印是增材制造产业的核心技术之一,深刻影响着再生医学的发展动向。除了用人体干细胞培育的活性组织之外,硅胶称得上是最理想的打印材料了。它柔软、富有弹性的特点类似于人体真正的组织器官,而且稳定的性能也有利于参与各种实验。因此,3D打印的硅胶血管、心脏、耳朵、乳房等仿生器官层出不穷。它们或用于疗法与药品的效果检验,或被作为未来的人体植入物而不断加以改进。

   机器人若想减少与人类的差异,则不仅需要通过深度学习增强智能,还要在外表上下功夫,缺乏灵活性的铜头铁臂显然对部分机器人是不合适的,而硅胶正是让其活动自如的关键。

   今年4月,德国工业自动化企业推出了一款形似章鱼触手的机器人手臂,其表面由软性硅胶材料结合3D纺织物构成,可以灵活运转,以温和的环绕方法抓取物体,从而增强自身的活动能力,也使周围人类免于机器的误伤。此外,美国北卡罗莱纳州立大学的研究人员也正尝试以3D打印多孔硅胶结构制造软体机器人的皮肤。

   除了再生医学、软体机器人这些高科技领域,硅胶3D打印在日常生活中也能大显身手。作为传统材料的硅胶本就在日用品中被广泛应用,结合了3D打印之后,它变得更受市场青睐。通过3D打印设备调节硅胶的结构和类型,美国的SanDraw企业制造出了软硬度可调的鞋垫。而英国的服装设计师JessHaughton则用硅胶3D打印出了手感舒适、与人体高度契合且花纹繁复多变的内衣产品。

   此外,硅胶3D打印在传感器、武器、文创产品、隐形眼镜乃至成人玩具等行业都有众多用途。

   对于3D打印企业而言,硅胶3D打印尚是一片亟待开发的蓝海,业者既可从头开始研发技术进而组织生产,也可直接利用既有的技术成果专攻产品市场。无论是拓展科技前沿还是完善生活细节,硅胶3D打印都将大有可为。