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我在諸天搜集金手指 第十四章 未來(lái)道具背后的技術(shù)2

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    <b>最新網(wǎng)址:</b>    3D打印技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)的應(yīng)用面是很廣的,在珠寶、鞋類(lèi)、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工、汽車(chē),航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。

    2019年1月14日,某國(guó)加州大學(xué)圣迭戈分校首次利用快速3D打印技術(shù),制造出模仿中樞神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的脊髓支架,成功幫助大鼠恢復(fù)了運(yùn)動(dòng)功能。

    3D打印技術(shù)擁有多個(gè)優(yōu)點(diǎn),能節(jié)省材料。不用剔除邊角料,提高了材料的利用率,通過(guò)摒棄生產(chǎn)線而降低了成本;能做到較高的精度和很高的復(fù)雜程度,可以制造出采用傳統(tǒng)方法制造不出來(lái)的、非常復(fù)雜的制件;不需要傳統(tǒng)的刀具、夾具、機(jī)床或任何模具,就能直接把計(jì)算機(jī)的任何形狀的三維CAD圖形生成實(shí)物產(chǎn)品;可以自動(dòng)、快速、直接和比較精確地將計(jì)算機(jī)中的三維設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為實(shí)物模型,甚至直接制造零件或模具,從而有效地縮短了產(chǎn)品研發(fā)周期;無(wú)需集中的、固定的制造車(chē)間,具有分布式生產(chǎn)的特點(diǎn);能在數(shù)小時(shí)內(nèi)成形,它讓設(shè)計(jì)人員和開(kāi)發(fā)人員實(shí)現(xiàn)了從平面圖到實(shí)體的飛躍;能打印出組裝好的產(chǎn)品,因此降低了組裝成本,甚至可以挑戰(zhàn)大規(guī)模生產(chǎn)方式。

    但也有局限性。

    比如說(shuō)存在成本高、工時(shí)長(zhǎng)的軟肋:3D打印仍是比較昂貴的技術(shù)。由于用于增材制造的材料研發(fā)難度大、而使用量不大等原因,導(dǎo)致3D打印制造成本較高,而制造效率不高。

    其次,3D打印在規(guī)模化生產(chǎn)方面尚不具備優(yōu)勢(shì):3D打印技術(shù)既然具有分布式生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn),那么相反,在規(guī)模化生產(chǎn)方面就不具備優(yōu)勢(shì)。

    目前,3D打印技術(shù)尚不具備取代傳統(tǒng)制造業(yè)的條件,在大批量、規(guī)模化制造等方面,高效、低成本的傳統(tǒng)減材制造法更勝一籌。

    想用3D打印作為生產(chǎn)方式來(lái)取代大規(guī)模生產(chǎn)不太可能。

    一些復(fù)雜的混合材料產(chǎn)品,3D打印技術(shù)無(wú)法直接打印生產(chǎn),就算克服了這一個(gè)難題,3D打印時(shí)間耗時(shí)太長(zhǎng)了,像要完全打印出一輛車(chē)最少要耗時(shí)好幾個(gè)月,甚至更長(zhǎng),這樣的成本,是車(chē)企難以接受的,在成本上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于大規(guī)模生產(chǎn)汽車(chē)時(shí)均攤到每輛汽車(chē)上的成本。

    只有「?jìng)(gè)性化、定制化」的產(chǎn)品,3D打印生產(chǎn)方式才會(huì)顯得更加經(jīng)濟(jì)。

    另外,3D打印技術(shù)的材料也受到了限制,目前,打印材料主要是塑料、樹(shù)脂、石膏、陶瓷、砂和金屬等,能用于3D打印的材料非常有限。

    精度和質(zhì)量方面,也是3D打印技術(shù)無(wú)法回避的一個(gè)問(wèn)題。

    由于3D打印技術(shù)固有的成型原理及發(fā)展還不完善,其打印成型零件的精度(包括尺寸精度、形狀精度和表面粗糙度)、物理性能(如強(qiáng)度、剛度、耐疲勞性等)及化學(xué)性能等大多不能滿足工程實(shí)際的使用要求,不能作為功能性零件,只能做原型件使用,從而其應(yīng)用將大打折扣。….

    而且,由于3D打印采用「分層制造,層層疊加」的增材制造工藝,層與層之間的結(jié)合再緊密,也無(wú)法和傳統(tǒng)模具整體澆鑄而成的零件相媲美,而零件材料的微觀組織和結(jié)構(gòu)決定了零件的使用性能。

    這是吳思源所在的現(xiàn)代社會(huì)3D打印技術(shù)的局限性。

    而在哆啦A夢(mèng)拿出來(lái)的【自動(dòng)萬(wàn)能施工機(jī)】上的未來(lái)3D打印技術(shù),打印出來(lái)的產(chǎn)品,不僅精度和質(zhì)量遠(yuǎn)超現(xiàn)代社會(huì)的3D打印技術(shù),作為功能性零件是綽綽有余的,而且,速度也遠(yuǎn)超現(xiàn)代的3D打印技術(shù)。

    現(xiàn)代的3D打印技術(shù)需要20-30小時(shí),而且打印出來(lái)的也只是一棟很簡(jiǎn)陋的房子。

    這樣的房子,讓【自動(dòng)萬(wàn)能施工機(jī)】上的未來(lái)3D打印技術(shù)來(lái)打印,只需要兩三個(gè)小時(shí)就可以搞定了,甚至能做得更好。

    哆啦A夢(mèng)道具上的3D打印技術(shù),效率是現(xiàn)代3D打印技術(shù)效率的十倍左右。

    這樣的效率和精度,質(zhì)量,其實(shí)已經(jīng)可以取代現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)的很多流水線了。

    而且,哆啦A夢(mèng)道具上的3D打印技術(shù),是可以進(jìn)行混合材料產(chǎn)品的打印的,像汽車(chē)這種復(fù)雜產(chǎn)品,也是可以直接打印出來(lái)的,包括發(fā)動(dòng)機(jī),空調(diào)機(jī)這類(lèi)零件。

    但這是運(yùn)用了納米技術(shù)和納米材料。

    就連吳思源都沒(méi)掌握真正的納米技術(shù),何況現(xiàn)代社會(huì)。

    吳思源發(fā)現(xiàn),哆啦A夢(mèng)的很多科技,都運(yùn)用了納米技術(shù)。

    可見(jiàn)哆啦A夢(mèng)宇宙的未來(lái)世界,納米技術(shù)已經(jīng)在社會(huì)上大規(guī)模運(yùn)用,如同水電一般普遍。

    【四臂金剛】對(duì)吳思源說(shuō)道,以現(xiàn)代社會(huì)的科技能力,復(fù)刻這門(mén)技術(shù),無(wú)法達(dá)到原來(lái)的水平,很多關(guān)鍵環(huán)節(jié)他們達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn),只能退而求其次。

    但就算如此,也比現(xiàn)代3D打印技術(shù)要先進(jìn)多了。

    吳思源預(yù)感這未來(lái)3D打印技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)有用武之地。

    他暫且將其放下,問(wèn)起了太陽(yáng)能電池的事情。

    吳思源曾經(jīng)在《火星救援》的世界獲得了先進(jìn)的太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù),其發(fā)電效率能達(dá)到32%,是現(xiàn)實(shí)世界光伏發(fā)電效率的一倍另外,其在陽(yáng)光暴曬下,平均每年效率衰減的速度在0.3%!預(yù)計(jì)有效使用效率時(shí)間超過(guò)50年!

    但哆啦A夢(mèng)手中的太陽(yáng)能電池,其發(fā)電效率還要強(qiáng)過(guò)《火星救援》里面的太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù),達(dá)到了49.2%!

    之所以有這樣高的轉(zhuǎn)化效率,是因?yàn)槠洳捎昧诵滦偷募{米結(jié)構(gòu)材料。

    這種納米結(jié)構(gòu)材料比《火星救援》世界使用的復(fù)合鈣鈦礦材料要先進(jìn),性能更高,效率更高。

    新型納米結(jié)構(gòu)材料可以提供更好的抗反射涂層,使更多的陽(yáng)光進(jìn)入太陽(yáng)能電池。

    由納米線網(wǎng)格制成的電極幾乎可以完全透明。

    由絕緣材料而不是半導(dǎo)體制成的納米柱可以通過(guò)多種方式提升太陽(yáng)能電池性能。

    納米柱不吸收光,具有與周?chē)牧喜煌恼凵渎剩虼四承┎ㄩL(zhǎng)的光從陣列上反射出來(lái)。這些納米柱可以在鈣鈦礦和硅間形成一個(gè)獨(dú)立層。

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