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          3d打印技術與運用

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          3d打印技術與運用

          3d打印技術與運用范文第1篇

          [關鍵詞]桌面打印技術;3d打印技術;模具教學

          中圖分類號:TG76 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)17-0240-01

          3D打印技術在桌面應用中的推廣,應結合模具教學的應用教學和理論授課,進行詳細信息的介紹,有利于將桌面3D打印技術的相關應用原理及實踐經驗,進行合理轉化,從而更有利于被接受和認識,客觀上推動桌面3D打印技術的推廣和應用。

          一、3D打印技術的概念

          (一)、3D打印技術的概念

          3D打印技術,主要是指針對3D技術的優勢,結合打印技術的需要,綜合應用在打印設計中,其中主要運用3D技術的數字和信息優勢,實現對金屬等粘合材料的逐層打印處理。以此構成新物體的過程,被稱為3D打印技術,同時也稱為“疊加式制造”。針對3D打印技術,有利于運用計算機實現對打印信息的處理,從而推動對打印信息的自動化計算,有利于減少打印過程中返工、質量等問題。因此3D打印技術,運用對打印信息的三維處理,推動制造業的發展。

          (二)、3D打印技術的分類

          3D打印技術,主要包括SLA和FDM兩種。中SLA打印技術在模型制造中應用較為廣泛,同時是國際相關教學的重點,相關優勢包括光固化成型法運用較為先進,實用性較強,加工速度快,生產周期較短。但是SLA打印技術的缺點明顯,例如生產成本較高,維修成本較高,機器設備涉及的電子信息較為先進,不利于打印人員的掌握。FDM打印技術,主要針對金屬、塑料和石蠟等低熔點材料進行,由于成本低的影響,是市場上較為流行的打印技術。其應用優勢同時包括:操作簡單、快捷,設備簡單,應用方便。但是它的缺點同樣明顯,例如精準度低,針對密度較低的材料進行打印過程。

          二、桌面3D打印技術的應用原理

          桌面3D打印技術的應用原理,即計算機三維設計的流程,其中通過計算機stl、obj、thing等格式,實現對3D打印信息的處理;其次通過USB接口,實現3D打印機器設備和計算機的鏈接,同時運用MakerWare軟件,實現對3D打印信息向三維信息的自動化轉換;最后通過PLA加熱端,以實現對打印材料和打印信息的自動融合,其中打印機器設備將打印信息通過噴嘴將相關信息打印到打印材料中,通過對打印結構的反復處理,打印出需要的產品。相關工作原理流程,如下圖:

          通過上圖可知:桌面3D打印技術,通過對計算機的操作,對打印信息的處理,較為先進,有利于實現打印過程中人力消耗。因此桌面3D打印技術在制造業中的應用,有利于推動制造業的發展。

          三、桌面3D打印技術在模具教學中的應用

          (一)、桌面3D打印技術在模具課堂教學中的應用

          桌面3D打印技術在模具課堂教學中的應用,主要是指多媒體技術在課堂教學中的應用,有利于實現對相關教學背景的生動展示,有利于提供給學生視覺和感官上的享受,從而推動教學內容在學生心中的生動勾畫。因此桌面3D打印技術,是新時期科學技術發展和教學需要結合的產物,有利于推動教學的發展,進而提高教學質量。針對桌面3D打印技術在模具課堂教學中的應用,相關的設計軟件包括powerpoint和flash等,主要通過對教學材料進行數字和圖畫等信息的展示,結合教學工作者的教學講解,提高學生的認知能力。

          (二)、桌面3D打印技術在模具教學課堂設計中的應用

          桌面3D打印技術在模具教學課堂設計中的應用,主要是指針對模具教學的需要,應提前進行課堂設計,運用Pro、UG等設計軟件,以實現對模具設計的科學處理。時針對模具教學的課堂設計,應尊重學生的主體地位和主觀能動性,教學工作者主要其引導和幫助解答疑難問題的作用,以此提高學生對模具設計的了解,客觀上提高學生的動手能力,促進模具設計的教學需要。針對桌面3D打印技術在模具教學課堂設計中的應用,有利于提高學生對相關模型的了解,有利于提高對模型的了解,通過對不足之處的及時更新,提高學生的設計水平。

          四、桌面3D打印技術在模具教學中應用的重要性

          桌面3D打印技術在模具教學中的應用,應集合3D造型sheji8、打印處理、打印效果和應用反映等進行全面分析,以次科學判斷桌面3D打印技術的應用效果,從而有利于教學工作者發現教學不足和改進方向,制定合理的教學計劃和教學任務,全面提高學生的動手能力和理解能力,促進學生設計水平的提高。首先學生通過對3D打印技術的分析,有利于提高學生對模具的認識,其中對相關組成部分的全面認識,進行直觀認識,有利于實現模具結構的優化設計。其次有利于實現3D打印輔助材料的合理應用,結合學生分組討論的形式,實現對桌面3D打印技術的全面認識,提高學生的學習興趣和活躍教學氛圍,推動教學任務的展開。同時有利于提高學生對計算機等設備的了解、應用,結合學生對新生事物好奇的特點,提高教學質量,客觀上引導學生的科技素養。

          五、桌面3D打印技術在模具教學中應用的注意事項

          (一)、合理運用打印材料

          針對桌面3D打印技術,應合理運用打印材料,以確保打印設備的穩定運行。針對桌面3D打印技術主要運用塑料的打印材料,應結合模具教學需要,科學設計模具設計材料,從而符合打印設備運行的需要,有利于推動模具教學的需要。教學工作者應注意對模具材料的設計,以避免因為材料問題造成打印設備發生故障,不利于教學任務的穩定展開。

          (二)、科學設計模具尺寸

          對桌面3D打印技術在模具教學中的應用,應科學設計模具尺寸,以符合打印設備設計的需要,進而推動打印設備的穩定運行,打印需要的模具,推動模具教學的需要。同時應加強對模具精度的控制,以符合打印設備允許誤差范圍,有利于滿足模具教學需要。

          結束語

          桌面3D打印技術的發展,應加強對其工作原理的分析,結合相關應用需要,制定合理的應用措施,以確保桌面3D打印技術的穩定運用。針對桌面3D打印技術在模具教學中的應用,應結合課堂教學和課堂設計進行全面分析,合理運用桌面3D打印技術,以提高模具教學質量,客觀上促進桌面3D打印技術的推廣和發展。

          參考文獻:

          3d打印技術與運用范文第2篇

          創客教育是一種堅持以學生為主體的教學理念,其旨在通過教師的引導,構建出輕松自由,富有活力的課堂教學氛圍,隨著新課程改革日益推進,教師的教育教學方式逐漸向突出學生主體地位而靠攏,而3D創客教育作為一種自主性較強、主體地位突出的教學模式,其走進小學信息技術課堂的趨勢已不可避免,因此,如何運用恰當的方法將創客教育理念與教學課堂相融合,便是當下小學信息技術教師所要思考的問題。

          1轉變教學理念,將3D創客教學理念融入到課堂中去

          3D創客教育是一種以3D打印技術為載體,具有創新性、體驗性、互動學習性等特點的新型教育模式。由于這種教學模式還未產生系統的教育教學方針,這就要求,教師需要結合實際教學情況,通過恰當的教學方法,打破傳統的信息技術教學模式,將這一新型的教學理念融入到日常教學中。要實現這一理念的轉換:

          1.1“做足功課”是實現這一轉變的前提

          3D創客教育是一種較為新穎的教育教學模式,教師想要將3D創客教育與課堂教學相融合,首先就需要對3D創客教育有足夠了解,對此,教師需要通過各種渠道收集整理有關3D創客教育的信息做到“知己知彼”,同時結合自身豐富的日常教學經驗,運用合理的方法,將3D創客教育與小學信息技術課堂教學有機融合。

          1.2合適的設備是實現這一轉變的必要條件

          3D創客教育的關鍵在于3D打印技術,而3D打印技術的關鍵則是一套合適的設備。要想實現3D創客教育與信息技術課堂的完美融合,首先就需要一套便于小學生理解操作的3D打印設備。3Done是一款易于小學生學習使用的3D建模軟件,教師在信息技術的教學課堂中,可以結合實踐情況,考慮到小學生的實際特點,選擇這款簡單易懂,便于上手的3D打印設備教授學生們信息技術課程的相關知識。

          2依據課本內容,制定完整的教學計劃

          2.1將小學信息技術課程教學目的與3D打印技術有機結合

          培養小學生對信息技術的興趣和意識,讓小學生了解信息技術相關知識、掌握其基本技能,是小學信息技術課程教學的主要目的。因此,教師在實現3D創客教育與信息技術教學融合的目標是,就要將其教學目的利用3D打印技術來實現,教師可以利用3D打印直觀性強、多樣化、空間性強的特點,通過反復的操作實踐,加深學生們對于信息技術的理解,發散他們的思維,培養他們的空間想象能力,并在3D打印的具體操作中,教導他們掌握基本的信息技術技能,從而實現信息技術課堂的教學目的。

          2.2將課本內容與3D打印技術有機結合

          一種教學理念從產生到實際運用,首先要做的便是制定詳細教學方針,將課本內容與教學理念完美融合。因此,想要實現3D創客教育與信息技術課堂相融合,就需要教師將3D打印技術與課本內容有機結合。例如:在《參與網上學習》“名片DIY”的任務時,教師就可以利用3D打印技術進行教學,首先讓同學們發散思維構思自己的名片,接著設計并制作出自己的專屬名片,最后讓他們通過3D打印技術將自己的名片打印出來。當拿到自己的專屬名片時孩子們臉上喜悅無比。通過這樣的教學方法,可以調動起他們的興趣,極大的激發他們自主學習的積極性。

          3采取有效策略,高效運用3D打印技術

          3.1展現3D打印的魅力,培養學生的興趣

          興趣是最好的老師,教師教學的關鍵就是要培養學生對于某一學科的興趣,只有這樣,學生才能產生對這一學科自主學習的動力。信息技術學科是一門較為有趣的科目,教師在教學過程中,要充分利用信息技術多元化,智能化,數字化等的特點,激發學生對于這門學科的興趣,而隨著3D打印技術在小學信息技術課堂中的應用,小學信息技術課堂變得更加多姿多彩,對此,教師所要做的就是向學生們展現出3D打印的魅力。

          比如,教師在講授《設計制作標志》一節時,可以充分利用3Done的快速空間建模功能,將學生們所設計制作的標志打印出來,讓他們更加直觀的感受到科技的魅力,從而點燃他們學習信息技術的熱情。同時,教師可以適時的向他們普及一些信息技術的相關應用,教導他們掌握一些信息技術的基本技能,以此來開闊他們的眼界,激發他們學習的興趣,將日后從事信息技術研發的種子植根于他們的腦海中。

          3.2靈活運用3D打印技術,讓課堂“活”起來

          在小學信息技術的教學課堂中,靈活運用3D打印技術,讓課堂“活”起來,是實現3D創客教育與信息技術教學相融合的關鍵。將3D打印技術引進到小學生信息技術課堂,就要充分利用3D打印技術將圖紙變為現實的能力,因此,教師在信息技術教學過程中,可以充分利用3D打印技術這一特點,將原本只能呈現在電腦桌面上的圖像實物化,以此來活躍課堂氣氛,讓課堂“活”起來。

          比如說,教師在講述《認識機器人》一課中,可以先利用3D打印技術打印出來一個機器人模型,以此為引將學生帶入到課本內容中去,隨后再開展相應的教學。通過這種教學方式,將3D打印技術與信息技術課堂有機融合,可以營造出一種積極的課堂氛圍,提高教學效率,達到較好的教學效果。

          3d打印技術與運用范文第3篇

          3D打印技術,是以計算機三維設計模型為藍本,通過軟件分層離散和數控成型系統,利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、細胞組織等特殊材料進行逐層堆積黏結,最終疊加成型,制造出實體產品。與傳統制造業通過模具、車銑等機械加工方式對原材料進行定型、切削以最終生產成品不同,3D打印將三維實體變為若干個二維平面,通過對材料處理并逐層疊加進行生產,大大降低了制造的復雜度。這種數字化制造模式不需要復雜的工藝、不需要龐大的機床、不需要眾多的人力,直接從計算機圖形數據中便可生成任何形狀的零件,使生產制造得以向更廣的生產人群范圍延伸。以一個手電筒為例,3D打印機能通過電腦將手電筒進行立體掃描,創建三維設計圖,之后對這個立體原型進行“切片”,分成一層一層的,打印機將原材料按照設計圖一層一層地“噴”上去,直到最終造出一個手電筒來,只不過3D打印機噴出的不是墨粉,而是融化的樹脂、金屬或者陶瓷等材料。

          3D打印起源于19世紀末美國研究的“快速成型”——照相雕塑和地貌成形技術,并在20世紀80年代得以發展和推廣。中國物聯網校企聯盟把它稱作“上上個世紀的思想,上個世紀的技術,這個世紀的市場”。三維打印通常是采用數字技術材料打印機來實現。3D打印的原理是:把數據和原料放進3D打印機中,機器會按照程序把產品一層層造出來。打印出的產品,可以即時使用。

          3D打印具有如下優點:

          (1)3D打印成為工業化力量。3D打印技術最突出的優點是無需機械加工或任何模具,就能直接從計算機圖形數據中生成任何形狀的零件,從而極大地縮短產品的研制周期,提高生產率和降低生產成本,成為工業化的重要力量。(2)3D打印開始治病救人。因為3D打印產品可以根據確切體型匹配定制,通過3D打印制造的醫療植入物將提高你身邊一些人的生活質量。這種技術已被應用于制造更好的鈦質骨植入物、義肢以及矯正設備。(3)定制化成為常態。通過3D打印技術,創新公司根據用戶對產品確切的具體信息進行定制,通過3D打印制造并直接將產品送到用戶的家門口。(4)產品創新速度加快。由于運用3D打印的快速原型制造技術能夠縮短把產品概念轉化為成熟產品設計的時間,設計人員將能夠專注于產品的功能,使他們能夠在設計的早期階段就打印出原型產品、進行修改以及重新打印等等,從而加速創新,其結果將是更好的產品以及更快的設計速度。(5)3D打印開始廣泛應用于電影工業。由于3D打印是一種快速成型技術,對于制作復雜電影道具具有成本低、時間快的優勢,高仿真的電影道具已經使用了3D打印技術來制作面具模型、汽車模型和其他功能性道具。

          美國和歐洲在3D打印技術的研發及推廣應用方面處于領先地位。美國是全球3D打印技術和應用的領導者,歐洲十分重視對3D打印技術的研發應用。除歐美外,其他國家也在不斷加強3D打印技術的研發及應用。澳大利亞在2013年制定了金屬3D打印技術路線;南非正在扶持基于激光的大型3D打印機器的開發;日本著力推動3D打印技術的推廣應用;中國3D打印設計服務市場快速增長,已有幾家企業利用3D打印制造技術生產設備和提供服務。據美國消費者電子協會最新的年度報告顯示,隨著汽車、航空航天、工業和醫療保健等領域市場需求的增加,3D打印服務的社會需求量將逐年增長,有望從2011年的17億美元增長至2017年的50億美元。

          3d打印技術與運用范文第4篇

          關鍵詞:計算機輔助工業設計(CAID);3D打印技術;工業設計

          工業設計經過一百多年的發展已經從最開始的對批量生產的工業產品的材料、結構、構造、形態、色彩、表面加工、裝飾等的單個產品的設計發展到一種創造性活動,目的是為物品、過程、服務以及整個生命周期中構成的系統的設計,這種設計將會對人類的生產生活方式產生更大更廣的影響。國內的工業設計從八十年代開始,受工藝美術的影響較深,無論從設計方法還是表現技法等方面。到了九十年代,隨著中國改革開放的推進,國內的生產制造技術和工業產品的生產都到了一個蓬勃發展的階段,而且出現了以計算機技術為支柱的信息技術的發展,計算機輔助設計已經被運用到設計、生產、制造等環節。這時也出現了最早的3D打印技術,直到二零一零年后3D打印技術趨于完善,被運用到很多領域,尤其是工業設計,設計師用3D打印技術打印設計的產品,縮短了產品設計的周期,省去了模型制造、審核的環節。通過計算機輔助工業設計和3D打印技術的結合,設計師可以很直觀地對設計的產品進行測試、審核、檢驗,縮短了產品的開發周期,提高了產品投入市場的速度。

          1計算機輔助工業設計

          計算機輔助工業設計,簡稱CAID(ComputerAidedIndustri-alDesign),來源于計算機輔助設計(CAD-ComputerAidedDe-sign),是專門針對工業設計領域的創造性活動而言的。CAID,即在計算機技術和工業設計相結合形成的系統支持下形成的,與傳統的工業設計相比,CAID在設計方法、設計過程、設計質量和設計效率等各方面都發生了質的變化,它涉及了CAD技術、人工智能技術、多媒體技術、虛擬現實技術、敏捷制造、優化技術、模糊技術、人機工程等許多信息技術領域,是一門綜合的交叉性學科。一個產品的設計流程大體包括:設計需求、市場調研、設計定位、草圖、效果圖、數據模型、實物模型、量產等階段。這其中可視化部分占了很大比重,也是在這一階段計算機輔助工業設計運用比較多。比如效果圖階段,會應用一些平面類的軟件(Pho-toshop、Illustrator、Coreldraw)進行計算機輔助設計,做二維效果圖,用三維軟件(Rhinoceros、3DMax、Maya等)來做計算機模型,渲染三維效果圖。數據模型階段用一些工程類軟件(Pro/Engi-neer、SolidWorks、CATIA等)做工程模型,直接為后面的生產制造做準備。整個產品從創造設計到表現,運用計算輔助設計會比以前的手繪效果圖和手工制作模型節省很多時間,也更直觀、高效。用計算機輔助設計做設計表現的技術和軟件已經相當成熟,尤其是伴隨著計算機硬件的升級換代和計算機輔助設計軟件的智能化、集中化,未來計算機會完美呈現設計者的設計構想,不用去花費太多的精力和時間去學習各種軟件建模、渲染技術。這樣是技術對設計師的一種解放,讓設計師可以把更多的精力集中到設計創造階段。除了計算機輔助設計在設計表現方面的運用,我們應該更大化地拓寬計算機輔助設計的層面,比如在設計的前期調研階段,可以運用計算機技術來進行信息的采集和分析,運用大數據來分析,幫助設計師進行設計定位,這樣的設計定位會更加準確可靠。還有設計過程中對產品的人機工程學分析,只要有了數據模型,我們可以通過計算機輔助設計技術,用人體數據庫對設計進行檢驗,提出更合理的人因工程分析數據,幫助設計師改進設計。這些都是計算機輔助設計技術應該發揮作用的方面。

          23D打印技術與工業設計

          3D打印技術出現在20世紀90年代中期,它是一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印通常是采用數字技術材料打印機來實現的。常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型,后逐漸用于一些產品的直接制造,已經有使用這種技術打印而成的零部件。該技術在珠寶、鞋類、工業設計、建筑、工程和施工(AEC)、汽車,航空航天、牙科和醫療產業、教育、地理信息系統、土木工程、槍支以及其他領域都有所應用。3D打印技術在工業設計領域應用的相對較多。傳統的工業設計進行到最后階段會做一個手鈑模型,用來測試和檢驗設計的可行性和合理性。做手鈑模型一般要用一周時間,價格從幾千元到上萬元人民幣,而且做出來的模型精度還不高。如果要涉及到開模,做一套模具將會花費更多的時間和更高的價格。如果運用3D打印技術,只需要一臺3D打印機和相應的打印材料,就可以用幾個小時的時間打印出精度高,復雜的模型。這樣會大大縮短產品的開發周期和開發成本。隨著3D打印技術變得越來越成熟,3D打印機越來越普及價格也越來越低,好多企業和設計公司都會配備一臺3D打印機,甚至有一些3D打印公司專門針對家庭客戶,當作是一個家電產品和玩具在銷售。設計師發明了3D打印,3D打印技術助力了工業設計,可以說3D打印技術的出現會對制造業和工業設計產生根本性的影響,從目前的情況來看,3D打印技術已經在改變著這些方面,比如用3D打印技術打印的房子,改善了一些特殊環境下人類的居住條件;用3D打印技術打印的人體器官,將會改變一直靠捐獻才能得到合適的人體器官的局面,讓更多有需要的人得到幫助,延長了人類的壽命;用3D打印技術打印的衣服、飾品、鞋子等,這些打印產品的出現將會改變人類的生活方式。

          3計算機輔助工業設計與33D打印技術的結合

          計算機輔助工業設計與3D打印技術是相輔相成的,計算機輔助工業設計為3D打印技術提供數據模型,3D打印技術讓計算機輔助工業設計從虛擬變成了現實。工業設計把計算機輔助設計和3D打印技術很好地結合了起來,這種結合將會改變工業設計的整個流程和方法,反過來,工業設計將使這兩項技術走向更遠,得到更廣的運用。

          4總結

          通過對計算機輔助工業設計和3D打印技術在工業設計中應用的簡單介紹和分析,我們可以基本了解和掌握一些情況,計算機輔助工業設計和3D打印技術應用在了工業設計的哪些環節當中,并起到了什么樣的作用,甚至我們可以去思考和聯想,未來的CAID和3D打印技術將會以什么樣的作用來影響工業設計。筆者通過介紹實際參加的設計案例更直觀地呈現了兩項技術在設計過程中的作用。筆者也相信,工業設計的領域將會更加廣闊,以人為本的設計理念將會涉及到各個行業,各個領域的先進技術和經驗也會為工業設計拿來所用,以便促進工業設計的開發流程和方法。只要我們擁有一種不斷創新的精神,相信未來中國的工業設計將會有更好的發展。

          作者:郝建峰 單位:山西農業大學信息學院

          參考文獻:

          [1]何人可.工業設計史[M].北京:高等教育出版社,2010.

          3d打印技術與運用范文第5篇

          3D打印

          3D打印已不算新概念了,它的發展速度令人吃驚――復制梵高丟失的耳朵、給機器人武裝上“肌肉”……留學就要學最新最有發展前景的領域,想學3D打印,不妨試試申請本文中介紹的這些大學和研究機構。

          3D的出現讓我們看到了希望,許多被科學家視為“不可能”的東西,變得可能了。除了3D技術的不斷提升外,還有3D數據模型開源庫的建立,比如,美國NIH的3D打印交流平臺。技術+開源庫,3D打印將激發新一輪科研潮,也將讓3D打印走進普通家庭不再是“神話”。

          技術+開源庫,3D打印將激發新一輪科研潮,也將讓3D打印走進普通家庭不再是“神話”。

          梵高的耳朵

          機構:無

          指數:

          1888年,荷蘭畫家梵高在一次精神病發作中,割掉了自己了一只耳朵。126年后,藝術家Diemut Strebe用3D技術打印出了這只“耳朵”。

          為了讓打印出的耳朵的基因與梵高的相近,藝術家煞費苦心。她與一支科學家團隊合作,從梵高弟弟的玄孫的耳朵軟骨采集DNA,再與梵高曾用過的信封中提取這位大師的DNA相結合,人工合成了DNA。接著,他們向人工DNA注入活細胞,于是3D打印出了耳朵。

          3D打印器官并不是新鮮事,但是,藝術家Diemut Strebe打印梵高耳朵的創作,卻是極致。這不僅是一次藝術體現,更是一次哲學探討。公元1世紀,希臘文學家普魯塔克(Plutarch)提出問題:如果忒修斯(Theseus)的船上的木頭被逐漸替換,直至所有的木頭都不是原來的,那么,這艘船還是原來的那艘船嗎?這個問題吸引了不少哲學家的注意力,“忒修斯之船”的問題也被稱為“忒修斯悖論”。同樣的,藝術家Diemut Strebe借梵高的耳朵發問:在3D即將到來的時代, 3D打印的梵高耳朵里究竟包含多少梵高的真正基因?

          藝術家Diemut Strebe把梵高的“耳朵”放在營養液(據說可以保存幾年)中,正在德國卡爾斯魯厄藝術與媒體中心展出。參觀者可借助話筒與“耳朵”對話(聲音穿透營養液后由播放器發出)。

          交流平臺

          機構:美國衛生研究所(National Institutes of Health,NIH)

          指數:

          美國NIH推出了3D打印交流平臺(NIH 3D Print Exchange,http://3dprint.nih.gov/),使用者可以下載、編輯、共享3D打印數據模型,自己制作實驗設備和人體模型。這個交流平臺主要關于醫學,甚至提供了病毒的3D模型,比如西尼羅河腦炎病毒。

          病毒模型有什么用?它對于教學,乃至科研都至關重要。倘若對某一種蛋白質弄不懂,這時一個活生生的3D蛋白質模型擺放在眼前,難道不會有一點“開悟”的作用。NIH明確指出,這個免費網站(所有的數據都是開源的)并不局限于科學家等高端知識分子,菜鳥(小朋友也算)也能享受,并有可能創造奇跡。菜鳥們也不用擔心不會使用網站,上面有專門針對新手的使用指南。

          NIH之所以建立這個網站,還是延續了美國政府“透明大數據”的政策,希望發動民眾的力量,把科技推向一個新高度。

          鯊魚皮

          機構:哈佛大學

          指數:

          鯊魚以速度快而著稱,但是,皮膚是鋸齒狀的鯊魚為什么身手敏捷,這一直困擾著科學家們。哈佛大學的科學家們3D打印出鯊魚皮,發現了其中了奧秘。

          表面上,鯊魚的皮膚光滑,但實際是由數萬計的像牙齒的鱗片組成。這些鱗片能大大減少海水的阻力,讓鯊魚行動自如。為了找到其中的答案,哈佛大學科學家們在當地魚市找到一條灰鯖鯊,并對它的皮膚進行高分辨率掃描。他們放大一個鱗片,建立模型,試圖3D打印鯊魚皮。為了找到最合適的3D打印材料,科學家們花了整整一年的時間。根據實驗測試,這種鯊魚皮提升了6.6%的游泳速度。

          但是,科學家們認為制作鯊魚皮泳衣尚早,因為生產難度太大。

          生物機器人

          機構:伊利諾伊大學厄巴納?香檳分校(University of Illinois at Urbana-Champaign)

          指數:

          機器人能收縮肌肉了。

          近期,美國伊利諾伊大學厄巴納?香檳分校的科學家們展示了一款行走的“生物機器人”。與其他機器人不同的是,這款機器人有“肌肉”,科學家們能對其發號命令。要知道,人與動物之所以行動自如,得益于骨骼上的肌肉,而肌腱將骨骼和肌肉聯系在一起。肌肉的收縮速度越快,人與動物也運動得越快。受這一啟示,科學家們用水凝膠和活細胞,3D打印出機器人的“骨骼”和“肌肉”。這款生物機器人的速度由電脈沖頻率控制,頻率越高,“肌肉”收縮速度越快。這款機器人的用途也非常廣泛,比如遞送藥物、實施手術、災難救助、海底探險等。

          接下來,科學家們將研究――如何更好地控制生物機器人的運動,說不定會整合神經元,用光來控制運動的方向,讓它更“智能”。據說,科學家們還計劃把3D打印機運用于本科生實驗課中,鼓勵大學生們設計不同類型的生物機器人。

          血管

          機構:波士頓布里翰婦女醫院(美國)

          指數:

          血管是人體重要的傳送器――向各器官運送營養、搬運“垃圾”。科學家們已經能人工制造心臟、肝臟和肺,但是人工血管仍然是一項巨大挑戰。得益于3D打印技術,波士頓布里翰婦女醫院研究者們已經在實驗里,制作了人工血管。但是,這項技術離人體運用還是將來時,卻至少讓我們看到了希望。因為,目前治療血管功能缺乏等疾病的一個途徑是移植。然而,捐獻數量有限,即便找到了血管捐獻者,被移植者的身體有可能會排斥被移植的血管。

          機構:利物浦大學(英國)

          指數: