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3D打印一切?日媒:可打印建筑、零件、脏器甚至食物……

  9月1日报道 《日本经济新闻》8月13日发表题为《利用3D打印技术10天可建成一套房屋》的文章,作者是落合修平和渡边直树。全文摘编如下:

  仅用10天就可建成一套独栋房屋,这项技术就是美国一家初创企业去年开始运用于住宅建设领域的3D打印。以往多用于加工树脂和金属的3D打印技术不断发展,现在已可用于打印人体器官和人造肉。人们期待利用这项技术在短期内不用人力就制造出商品,并带来更多的技术革新。

  打印建筑

  在美国加利福尼亚州沙漠地区的某处,在2021年内“打印”15套房屋的建筑计划即将启动。实施该计划的公司是美国建筑初创企业“宏伟建筑”公司。该公司的商业模式是,在自己的工厂内制造3D打印住房,然后用大型卡车运到现场安装。

  要进行3D打印,需事先输入图纸数据。根据数据驱动喷射管,一层层喷射出被紫外线照射后就会立即变硬的特殊建筑材料。比如,要修建天花板,把柱子和板子放好后,从上面覆盖式喷射建筑材料即可完成。需要固定的只是外墙和地板等结构,所以不需要进行大型现场施工。

  如果是用于一个人生活的小型住房,据说从制造到安装只需花10天时间就可搞定。据日本国内大型住房企业介绍,要建成普通独栋建筑通常需要大约2个月的时间。“宏伟建筑”公司首席执行官自信地说:“可以比传统建筑工程节省30%的费用。”该公司从去年开始在加利福尼亚州供应3D打印房屋,并已开始讨论进军日本市场。

  3D打印建筑在世界上越来越多。荷兰3D打印建筑企业CyBe Construction成绩骄人,已向全球提供了10台移动式混凝土3D打印机。

  打印零件

  日本国内的大企业也在行动。大林组建设公司试制出高2.5米、宽7米的3D打印长椅。如果进展迅速,有望于2022年将3D打印产品投入商用。竹中工务店也在与荷兰初创企业联合验证3D打印技术,打算在2023年后用于建造活动现场设施。

  此前企业利用3D打印技术的领域以树脂和金属成型为主。与金属模具成型等传统技术相比,3D打印能在更短的时间内完成相关工作,适合用于少量、多品种生产,因此常被用于生产试制品。3D打印的其他优势还包括,产品款式设计自由度较高,以及能减少施工人员。

  三菱重工业公司将在H3国产火箭发动机喷口零部件的加工程序中使用3D打印技术,力争将发射成本——据悉曾高达100亿日元(约合9100万美元)——减少一半。数据调查公司富士经济研究公司说,到2025年,以树脂和金属为原材料的全球3D打印市场的规模将从2019年的1186亿日元增长到1833亿日元,增幅超过50%。

  打印脏器

  德勤公司的入江洋辅指出,“最近技术不断进步,可利用3D打印技术进行加工的材料增多,打印速度也不断提高”。3D打印已不只是简单的物品制造替代手段,还发挥着促进技术革新的作用,比如在再生医疗领域。

  日本一家医疗初创企业自主开发出一款3D打印机,可从患者身上采集细胞进行培养,然后制造出专门用在该患者身上的脏器。该公司希望到2025年度能在器官移植手术中运用这项技术。

  这种脏器由于是用患者的细胞制成的,与人工脏器相比,移植后患者罹患传染病和发生排斥反应的风险更低。这家公司首先将围绕血管和软骨开展临床试验。该公司的三条真弘表示:“要制造可供移植的脏器,3D打印技术不可或缺。”

  打印食物

  在食品行业中,以色列企业Redefine Meat已开发出用3D打印人造肉来制作素食牛排的技术。这种人造肉是通过打印机喷管一层层喷射植物性原料制造出来的。该公司打算在2022年向亚洲市场提供汉堡包等多种产品。

  3D打印在制造特殊用途物品方面可以发挥强项,比如设计复杂的物品、由细胞培养而成的脏器等。但是,就批量生产而言,金属模具成型的方式往往更合适。如何找到3D打印所擅长的领域并加以应用,是区分高下的关键。

  如果无需使用人工就可在短时间内生产出物品的3D打印技术得到广泛利用,日本产业界存在的长期性人手短缺问题就有望得到缓解。特别是在建筑行业,一方面,人员老化问题愈演愈烈;另一方面,年轻人因讨厌辛苦、肮脏和危险的工作而不愿进入。劳动政策研究和研修机构2019年发布的预测数据显示,2040年矿业和建筑业从业人员将从2017年的493万人减少到300万人以下。

  委托加工

  苦于人手短缺的建筑业近年来接连引入机器人来完成材料加工和施工工作。在这种情况下,若对可自动建造整栋房屋的3D打印技术加以利用,有可能走得更远。专家岩崎拓也指出,“为维持竞争力,国内产业有必要看准可使用3D打印技术的领域,实施结构性转变”。

  然而也面临一些课题。日本建筑业考虑到灾害多发等因素,出台的相关法规很严格,要利用3D打印技术来大规模建造住宅实际上很困难。柱子等用于建造住宅的主要材料,如果不符合日本工业标准等规章就不能使用,需单独接受认证。

  入江洋辅认为,“日本企业对产品品质的要求很高,批量生产会遭遇抵制”。在欧洲,与3D打印相关的委托加工服务正在普及,但在“自成一体”的日本,同样的服务较少,这成为普及3D打印的障碍。(来源:参考消息网)

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