数字化生产将如何改变未来?



如您所知,进步是螺旋式发展的,每个循环都以生产方式的根本变化为标志,这立即影响了生产量,质量和对消费者的可用性。

曾经-在工厂使用蒸汽机,然后-开始大量使用电力,甚至后来-输送机生产的发明;在每个阶段中,生产文化在满足消费者不断增长的需求方面都实现了飞跃。如今,诸如3D建模,3D扫描,批量打印和机器人技术之类的数字技术的普及已成为推动发展的新动力。

数字技术正在改变生产的观念,使其更便宜,更精确,更快,更方便。现在情况如何,将来会发生什么变化?让我们看几个例子。

1.医学


没有什么比健康更重要,如今,数字技术在该领域正变得不可或缺。 3D建模和3D打印已在该领域中成功使用,在该领域中,个体方法和严格遵循患者解剖结构的创建主体尤为重要。

现在,他们已经生产出可以取代受影响的骨头和关节的植入物。



通过扫描介入区域并将数据与计算机断层扫描相结合,医生可以模拟并打印所需的植入物至最接近的毫米。之后,检查获得的植入物的几何形状,并在打印在患者断层扫描上的3d模型上进行手术准备。

此类技术已经在世界范围内使用了几年,而现在与我们一起使用

同样,几年来,人们已经制造出了价格可承受的仿生假体,为肢体截肢的人们提供了新的机会。



而且,不仅对于人。



医生会打印个别的夹板,矫形器和矫正器,以固定四肢来治疗骨折-与传统的石膏相比,它们使用起来更方便,患者也更舒适。

一个这样的地方项目- www.zdravprint.ru



应用在牙科和口腔外科新的3D技术。它们使您能够以惊人的准确性计划和执行治疗,以及设计和创建单个假体以及单个牙齿和整个颌骨碎片的临时冠。





这是怎么发生的:

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3D打印还用于牙齿矫正中,以形成夹缝-取代了不舒服且具创伤性的支架系统的咬合矫正设备。





而且,这种方法现在在世界范围内迅速发展起来,我决定自己测试其中一种解决方案。正如您所看到的,眼线笔几乎是看不见的,但是它们确实可以校正牙齿的位置并且可以正常工作。



但是,医学上最令人期待的当然仍然是活体器官的密封。 3D打印的耳朵广为人知;肌肉细胞,肝脏和皮肤的研究正在进行中。将来,此类技术将有可能完全修复受损或丢失的组织器官。



顺便说一下,在Skolkovo的领导下,医学界有一家知名的3D生物打印解决方案初创公司,设法打印了老鼠的甲状腺。这是制造用于人体移植的活体器官的第一步。



2.珠宝


数字技术已经广泛用于珠宝,人造珠宝和配件的制造中。三维建模使您可以为将来的产品创建准确的数字模型,并首先打印原型,从而使船长有机会握在手中并预先修改产品。



之后,由熔化或燃烧的蜡/光敏聚合物制成模型,将其与石膏铸造以获得注塑模具,并在铸造过程中烧掉(熔化),使金属充满模具并准确地重复未来产品的细微差别。

该过程本身看起来像这样:





此外,已经有3D打印机直接使用贵金属进行打印,但是到目前为止,此类机器的粉末价格对于连续使用而言太高了。

3.工程生产


在工程行业中,现代数字技术(例如CAD 3D建模3D扫描和三维打印)长期以来被广泛使用这些技术的

新趋势 -与自动化元素一起应用-作为工业机器人和自动机器的一部分



例如,3D扫描广泛应用于生产车间的质量控制和3D打印以及自动铣削和车床。



已经有工业打印机能够创建尺寸非常令人印象深刻的三维形式。照片中显示的3D打印机可以打印几米对角线的对象。

不久的将来,工程师创建的数字项目将由工业机器人完全实现,而无需人类的直接参与。

4.汽车工业


首先,这是CAD 3D模型的创建和原型制作。



现在,这种共生达到了一个新的高度-从设计部门开始投入生产。

全球机器人技术始于汽车工业和机器人大军,而并非没有人的帮助,全球机器人技术已经在工厂组装汽车。这就是特斯拉工厂的样子:



已经有创建在3D打印机上完全打印的框架和实体的示例。



这也适用于调整 -造型,扰流板,装饰元素,轮盖。



对于单个的小元素,我们能说些什么-功能细节和设计细节,在小型家用打印机上打印并不难。





3D扫描还用于维修中,它使您可以准确诊断车身几何形状中的偏差,并轻松创建模型以用于后续打印要更换的元素。



随着体积打印技术的发展,可以用许多不同的材料打印复杂的功能部件,可能会出现完全3D打印的汽车,每个细节都将由3D打印机创建。

5.建设


在全球范围内,正在对3D打印在建筑中的使用进行实验。在这一领域,技术既可以直接用于创建对象,又可以用于工业3D扫描仪特殊程序的设计中。

特殊的3D建筑打印机从混凝土中打印模块化砖块和整个建筑物。在俄罗斯,Spetsavia成为3D建筑打印的先驱之一,该公司已经使用此方法构建了多个对象。



3D结构打印使您可以创建不寻常和非标准形状的对象,这是常规系列结构无法达到的,而生产则是使用增强剂从标准混合物中进行。



在未来,也许在未来的几十年中,我们将看到运行中的设备能够在几个小时内完成打印,例如,完全可以从基础和通讯到屋顶的风向标的小型小屋。

我们已经设法参加了这项工作,最近在哈萨克斯坦安装了第一台建筑3D打印机。



6.建筑与布局


有时,建筑师在创建建筑模型时必须用胶水弄脏双手,并吸入通过热线切割的泡沫产生的烟雾。软件和技术设备变得越来越方便和快捷,最重要的是,更准确地创建未来对象的模型,这些软件和技术设备变得越来越重要。



3D打印机能够根据尺寸,零件或整个布局以前所未有的精度进行打印。最小的建筑元素与已经建造的建筑物一样明显可见,模型本身的成本更低,制造速度更高。



有一些技术使您不仅可以从灰泥或纸上,而且可以从多材料塑料上立即进行彩色打印,从而可以使用具有不同透明度的渐变进行打印。







这些技术也被业余爱好者使用,他们的业余爱好是创建微型模型,例如,大型的各种设备的立式和功能设备模型。以及汽车和飞机造型的爱好者。





一切都快到了这样的地步,无论布局或模型的大小如何,都不可能通过肉眼将它们与真实对象区分开。当然,除了明显的大小差异。

7.教育


不久前,一门新学科出现在学校中-技术。作为该学科的一部分,学生学习数字制作。包括-3D打印和扫描,创建3D模型。



尼尔·格申菲尔德(Neil Gershenfeld)为马萨诸塞州技术中心的学生发明的FabLab学生技术中心,是年龄较大的学生,学生和年轻企业家的实验室和生产中心,他们可以在其中学习新产品,开发项目,创建或订购原型。

在莫斯科,与同一个麻省理工学院合作创建了MISiS的FabLab,在圣彼得堡有两个:FabLab Politech和FabLab Spb。 CMIT(青年创新创造力中心)-与FabLab网络没有直接关系的类似组织,甚至更多。



所有这些教育机构都充分利用了3D技术的最新进展-3D打印机和扫描仪,3D笔和其他设备

在不久的将来,CMIT的网络将不断壮大,它们将成为教育不可或缺的组成部分。可以预见,在大城市的每个社区和每个地区都会出现这样的组织,这将确保人口技术教育的增长以及与这一领域有关的技术和业务领域的迅速发展。

8.生活与服务


3D打印是创建各种有用的小物件的理想选择。



非常适合打印损坏的家用电器,家具配件等的备件。



您可以从头开始为孩子创建玩具,或者从Internet下载3D模型并在编辑器程序中赋予其唯一性。



同时,这种玩具的成本将比购买的玩具便宜,并且对于孩子来说更有趣,因为他将参与玩具的制造过程。

父母在家中购买诸如3D打印机之类的工具,每天至少可以打印几个不同的玩具:从简单到最复杂以及不断发展的,成千上万的模型已经可以免费下载



您可以用亲人或您自己的雕像来装饰您的房屋-扫描和打印3D肖像(包括胸像和全长)的服务已经可用。包括全彩。



不断开发越来越多的具有各种机械和美学特性的用于三维打印的材料,而3D打印机和耗材正变得越来越便宜。几年后,这样的设备几乎可以成为如今每个家庭不可或缺的一部分-电视。难怪-该设备在日常生活中的实用性很难高估。

9.食物


食品3D打印机已经有数种在市场上可以买到并且同时非常受欢迎。他们中的一些人用特殊用品印刷任何形状的糖果。除耗材外,此类设备与普通3D打印机几乎没有区别。还有更多专业的。

例如,英语Choc Creator会用巧克力打印平面图片(例如,用于装饰蛋糕)和三维对象。









通用的Foodini打印机旨在打印新鲜产品中的食物。





该设计使您可以将几种不同的配料装入其中,并在出口处获得各种菜肴。

例如,鱼和薯条:



或有用的蔬菜恐龙:



还有一种特殊的煎饼打印机,可让您打印薄饼和任何给定形状的薄饼。顺便提及,它相对便宜并且易于使用。

在照片中-Pancake Bot正在准备一名宇航员和我们的徽标形式的煎饼。





顺便说一句,这里我们已经准备好了对该打印机的完整介绍。

创建3D食品打印机的技术正在改进。可以假设,在不久的将来,将有价格低廉且可访问的3D厨房打印机,既专业又通用,并且理想地与食品加工机和/或烤箱相结合。

合计


正如我们所看到的,数字生产技术已经传播到人类活动的所有领域。考虑到它们的有用性以及与之合作的相对简便性,这不足为奇。3D打印和扫描

机的市场在不断增长,随之而来的是各种用于打印的模型和材料。 3D打印机的质量一直在提高-打印速度和分辨率,材料范围和工作区域大小。价格正在下降。



在未来的几年中,这项技术将变得更加普及,并将从根本上改变有关事物产生的观念,使它们更易于使用和独特。如果您考虑一下,这将影响生产和消费的文化,不可避免地改变日常生活的面貌。

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Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN399537/


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