3D打印如何助力智慧中國建設(shè)？3D打印能制造出一個女/男朋友嗎？

到底什么才是3D打?。?D打印又將如何助力智慧中國的建設(shè)？3D打印能制造出一個女朋友或者男朋友嗎？

打印人體血管、心臟和骨骼。這些原本只存在于科幻電影中的場景在不久的將來可能會成為現(xiàn)實。今天將帶你進入3D打印的神奇世界。

3D打印開創(chuàng)了個性化定制的新時代。只要你有創(chuàng)意和創(chuàng)造力，3D打印就可以實現(xiàn)它的打印。雖然我國3D打印技術(shù)起步較晚，但我國對國際主流技術(shù)進行了研究，在航空航天和醫(yī)療領(lǐng)域3D打印技術(shù)的應(yīng)用處于世界前列。未來3D打印的前景更廣闊。

那么到底什么才是3D打印？

3D打印在制造過程中是將材料一點一點加起來的，因此3D打印也叫增材制造。

他是中國3D打印領(lǐng)域最早的研究人員之一，也是中國3D打印領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，中國工程院院士、西安交通大學(xué)教授盧秉恒院士表示：

“3D打印的概念實際上最早出現(xiàn)在中國。事實證明，中國的長城就像是一層層疊加的增材制造。這也是3D打印的工作原理：基于數(shù)字模型文件，使用可粘合材料（如金屬粉末或塑料等）逐層堆疊和積累對象。從點到線，從線到面，從面到體，打印材料層層堆疊”。盧院士還給出了一個形象的比喻，3D打印就像是燕子壘窩，銜泥巴一點一點壘起來一樣。

3D打印技術(shù)起源于20世紀80年代初。其原理是將計算機設(shè)計的三維模型分解為一系列平面切片，通過激光、電子束、粒子束等能量將材料固化、熔化，并逐層積累，最終形成具有三維結(jié)構(gòu)的物體。這種新的制造技術(shù)可以在不受環(huán)境和場地限制的情況下生產(chǎn)任何復(fù)雜結(jié)構(gòu)的精益產(chǎn)品，幫助人們實現(xiàn)傳統(tǒng)技術(shù)難以實現(xiàn)的產(chǎn)品制造。

3D打印作為科技領(lǐng)域的“當紅明星”，已經(jīng)遍布航空航天、醫(yī)療、食品、服裝、玩具等各個領(lǐng)域。在擴大自身領(lǐng)地的同時，它也潛移默化地改變了人們的制造觀念。

3D打印又將如何助力智慧中國的建設(shè)？

3D打印的心臟模型，幫助醫(yī)生更好地救助心臟病患兒。

長期以來，結(jié)構(gòu)性心臟病的治療主要是開胸手術(shù)。經(jīng)過漫長的探索過程，隨著許多新思想和治療方案的不斷涌現(xiàn)，介入治療技術(shù)在現(xiàn)階段也取得了長足的發(fā)展。根據(jù)《中國結(jié)構(gòu)性心臟病產(chǎn)業(yè)2020年年報》，我國在經(jīng)導(dǎo)管瓣膜介入治療、經(jīng)導(dǎo)管瓣周漏類疾病介入治療、經(jīng)導(dǎo)管先天性心臟病介入治療、左心耳封堵預(yù)防房顫的介入治療以及經(jīng)導(dǎo)管心房分流治療心衰等技術(shù)領(lǐng)域逐步呈現(xiàn)出與世界相媲美的趨勢，甚至一些臨床技術(shù)和流行病學(xué)研究都處于國際領(lǐng)先水平。隨著3D打印這樣的新技術(shù)以及不斷涌現(xiàn)的新材料在結(jié)構(gòu)性心臟病介入治療領(lǐng)域的應(yīng)用，原來看似難以攻克的臨床難題，也已不再是無法翻越的高山。

我們有理由相信，建立多種材料個性化復(fù)雜醫(yī)療功能模型的建模、設(shè)計、制造和臨床應(yīng)用平臺技術(shù)和快速反應(yīng)系統(tǒng)，開展醫(yī)學(xué)模型的擬人功能化和臨床應(yīng)用研究將推動基于3D醫(yī)學(xué)模型的手術(shù)規(guī)劃和手術(shù)訓(xùn)練水平走在世界前列。

3D打印的無人機的微型發(fā)動機。

雖然我們還沒有完全掌握飛機發(fā)動機制造技術(shù)，90%以上的計算機芯片都需要進口，但隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展，中國的“心臟病”也得到了改善。

3D打印在航空航天領(lǐng)域發(fā)揮著非常重要的作用，因為它可以完成集成一體化制造。例如，連接C919機翼和機身的主梁是3D打印的。

3D打印能制造出一個女朋友/男朋友嗎？

很多人會問：“3D打印出現(xiàn)了，會有4D打印嗎？”3D打印現(xiàn)在擴展到4D打印。4D打印是一種智能材料。在某些條件下，它打印時的形狀可能與后來的形狀不同。例如，打印時，它的溫度是確定的，打印后，它是另一個溫度，在人體的治療中可以發(fā)揮一定的作用。打的形狀適合通過微創(chuàng)手術(shù)植入人體。到人體心臟以后發(fā)生變化，它可以形成血管支架。因為它的形狀會隨著時間的推移而改變，所以被稱為4D打印。

未來，不僅會有4D打印，還會有5D打印。所謂的5D打印意味著它的功能會隨著時間而改變。例如，打印人體器官。在打印出一個框架后，將我們的人體細胞復(fù)合在一起，在適當?shù)沫h(huán)境下將它們轉(zhuǎn)化為不同的組織，最后將它們轉(zhuǎn)化為自己的器官。我們可以看到一些消息，人造肺、人造心臟、皮膚和神經(jīng)都在探索中。因為經(jīng)過印刷后，這種材料可以在人體的生化環(huán)境中生長成自己的細胞，形成自己的器官，并能有效工作，這就是所謂的5D打印。最后，人體器官的再創(chuàng)造可以理想地形成。這樣，當組織被修復(fù)時，它不再是一種無生命的物質(zhì)，而是最終生長成一個器官。這里面有許多問題需要研究。例如，如何使毛細血管生長并與人體的循環(huán)系統(tǒng)連接，以及中樞神經(jīng)系統(tǒng)如何指揮神經(jīng)接受正確的行為指令。

我們可以大膽地想象，未來我們可以打印出一個孩子，20年后從大學(xué)畢業(yè)。想法更大膽些，如果小孩裝上一個智能芯片，不是二十年，可能是兩年就畢業(yè)了。你期待這樣的科幻未來嗎？

3D打印在太空制造也將得到更加廣泛應(yīng)用

如果空間站的零部件損壞，我們可以直接在空間站打印出來，并在現(xiàn)場更換。沒有必要從地球上發(fā)射運送它們上去了。也許我們可以在太空中打印出我們在地球上需要的產(chǎn)品和設(shè)備，這樣可以節(jié)省地球的空間和資源。

“小人物”一樣能筑夢未來。

大學(xué)畢業(yè)后，盧秉恒第一次去河南三門峽的一家工廠當工人，這一做就是十年。34歲時，他結(jié)婚并成為廠長時，他毅然通過了西安交通大學(xué)的研究生考試，這既有遠見又有魄力。他鼓勵年輕學(xué)生保持對新事物的興趣，這是科學(xué)探索的第一步；把個人理想與國家和民族事業(yè)緊密結(jié)合起來。

盧秉恒院士70多歲。心臟里有五個支架，他仍然在科學(xué)研究的第一線戰(zhàn)斗，不是在實驗室就是在出差的路上。他的工作節(jié)奏和強度，一般的小伙子都跟不上。盧院士卻笑著說：“這可能是一種肩負責任的興奮狀態(tài)。”

當來自中國航天的一線工人說出自己“小人物”的困惑時，盧院士表示，在平凡的崗位上做平凡的事情，要耐得住寂寞，有執(zhí)著和韌勁，就能成為平凡崗位上的不平凡者。在開啟偉大征程的新時代，廣大青年學(xué)子要不忘初心、牢記使命，立足國家重大戰(zhàn)略需求，勇于擔當、敢于作為，用汗水和激情譜寫奮斗的青春。