給大家分享一個3D列印技術：3D列印空氣取水器的案例

在地球上，哪有水，哪兒就會有生命。

任何生命活動全是始於水的。人體內的水分，大概佔到標準體重的65%。人最不能缺的便是水，但在許多自然環境下是沒法保證每時每刻都有充裕的水分的，比如說沙漠，可是神奇的是沙漠中雖然缺少水分，但仍然有沙漠仙人掌這類植物生存。

那麼這些植物是怎麼取水存活的呢？

我們以仙人掌為例，我們不談它儲存水分的能力，只分析它是如何收集露水的，我們知道露水是一種十分理想的水源，因為它在蒸發的過程中獲得淨化處理，並且通常在十分乾燥的地區出現，特別適合沙漠取水。

而仙人掌的外部長滿了的刺，這些刺又硬又冰，在夜間空氣中的水分遇刺凝結成水珠，然後彙集到仙人掌刺的根部完成取水動作。

當了解這個原理後，就有人想到了一些神奇的從空氣中取水的方法。

因為再幹燥的沙漠，也還是有水分存在的。這款設計是來自設計師FabienRoy的創意，便是一個化乾燥為潤溼的神器！

根據設計師的介紹，這個裝置藉助3D列印帶有凸起、倒鉤和通道的表面複雜結構優勢，

將空氣中的水分充分的收集起來，然後從中間的水路收集到空的礦泉水瓶內。

供水是一個至關重要的問題，特別是對世界上最乾旱地區的居民而言，3D列印露水採集器具備十分重要的參考價值，因為它不但能經濟、快速、實惠地使用不同的材料加工出各種形狀的採集器，還能提供淨化處理的水資源。

3D印表機區別於傳統的列印技術和產品的一點在於，3D印表機可以產出三維立體物體，而非單一的二維或一個平面畫面。

3D列印技術的誕生和發展，也對傳統列印產業形成了衝擊，以3D列印為樞紐，促進一系列新興產業誕生的同時，也為很多已有產業帶去了新生力。

就傳統列印印刷業來講，3D列印可以不用藉助任何刀具、夾具、機床等外力裝置，透過計算機的設計圖就可以直接製造出立體物品。節省材料，不用剔除邊角料，提高了材料的利用率，透過摒棄生產線而降低了成本。

IDC釋出的一項新預測顯示，今年全球3D列印支出將達到138億美元。這一消費因素涉及3D列印所需的硬體，材料，軟體和服務，新數字比2018年增加了21.2%。IDC預計到2022年這一數字將增長到227億美元。據IDC稱，3D列印的最大市場將是獨立製造（53.8%），醫療保健提供商（13.1%），教育（8.6%），專業服務（6.5%），消費者（4.7%）和其他（13.3%） 。

預計美國將花費近50億美元，西歐預計將花費36億美元，而中國預計將花費近20億美元。

IDC客戶見解和分析研究經理Marianne D"Aquila說：“正如預期的那樣，我們正在全球範圍內廣泛採用3D列印用例。 3D列印已經超越了早期的製造原型，並且正在擴充套件到其他用例和行業。定製的，具有成本效益的好處正以更加多樣化的方式實現，例如製造業的售後零件，醫療保健的外科模型和專業服務的建築設計等等。”

IDC表示，印表機本身和材料將佔全球支出的三分之二，2019年分別達到53億美元和42億美元。按需零件服務和系統整合服務等服務今年將達到38億美元。

3D列印技術很牛

3E列印技術是一種透過數字建模，作用粉末狀金屬材料或塑膠等粘和材料透過逐層列印的方式來構造實物的技術.

現在的實物除了自然生長的，大部分都要透過磨具先造出小零件然後進行組裝而成的我們需要的東西是既廢材料又費時間，在最後的組裝過程中如果出現誤差還可能出現殘次品。

而3D列印技術就不一樣了，是渾然一體的省去了中間的組裝部分，也可以有效的防止組裝件之間脫落的隱患。

3D列印還有一個突出的優勢，那就是他可以打印出無比複雜的實物，彌補之前組裝或磨具不能完成的工作，這一點是常規技術所不能達到的。

✘以色列科學家打印出了有人體組織的3D心臟

✘中國更厲害，F22戰鬥機的小零件正是用中國的3D列印技術完成的。

不過現在的3D列印技術還沒有達到非常成熟的地步，還需要不斷地創造革新，加油！

3D列印被稱為增材製造。我們今天使用的大多數製造技術都是減法制造，即您從較大的材料上切出一些東西來製成成品。增材製造的一個很好的例子是注塑。塑膠熔化，並將液態塑膠推入模具中，然後冷卻成模具形狀。但是，注塑成型仍然需要您使用減法制造來雕刻模具的形狀。

帶模具的注塑玩具兵

3D列印的工作方式與2D列印的工作方式相似。如果您在工作時打開了噴墨印表機的蓋子，您會看到列印頭在一張紙上來回掃描，並且每次通過後，頁面上都會打印出更多的墨水。當頁面完全送入印表機時，頁面上已經列印了所有內容。看起來像這樣：

對於3D印表機，如果我們繼續考慮氣泡噴墨印表機，則在列印完第一頁之後，我們會反轉紙張，並使用更多的墨水來列印另一層。如果繼續執行此操作，則油墨層會堆積起來，一層又一層。如果隨後將列印頭抬起，使其可以抬高到紙張上方，則可以繼續在其他墨水層上放置墨水層。最終，您可以透過這種方式製作出有用的形狀。

3D列印的一種流行型別是FDM列印或熔融沉積建模，類似於自由形式的注塑成型。印刷頭不是攜帶墨水，而是攜帶擠出機，該擠出機熔化並透過噴嘴擠出塑膠。類似於泡沫噴射印表機，它不是用來填充模具的塑膠，而是用來描畫輪廓的，然後也用塑膠輪廓填充該塑膠輪廓。使該塑膠冷卻，然後在其頂部擠出另一層塑膠。透過讓塑膠逐層冷卻，印表機無需使用模具來製作形狀。由於您不僅要用非常易流動的塑膠填充模具，然後還要擔心將其放入模具中後再進行冷卻，因此在放置每一層時要多加小心，並且需要更多的時間。主要好處是，您不需要花費額外的時間來雕刻模具。

FDM 3D印表機列印胸像

其他3D印表機使用其他方法來構建其圖層。有些可能會噴出一層細粉，然後用一點膠水噴灑，就像氣泡印表機一樣工作，每層噴出一層新粉，然後選擇性地將一些粉膠在一起。其他人可能使用金屬作為粉末，並使用鐳射將金屬逐層熔化。其他一些型別甚至使用一種特殊的液體，當暴露於紫外線下會硬化成塑膠。這種型別也使用鐳射，但是將液體緩慢倒入桶中，並一次選擇性地硬化一層。

最終產品是您可以相當迅速地打印出所需的一些零件，而不必支付要製造的昂貴模具的費用。如果零件不起作用，需要進一步改進，那麼您就不會浪費錢在壞模具上。使用金屬3D印表機，您可以使用它們來列印使用減法方法難以加工的零件，並且實際上可以將這些零件用作成品零件。許多愛好者3D印表機還用於用塑膠製造功能部件，從而可以輕鬆地製作定製專案。

3D列印玩具士兵

3D列印技術的原理

3D列印技術也被稱為克隆造物技術，這些技術雖然聽起來很神秘，但是其原理理解起來並不費解。

傳統的列印需要用到紙和墨等材料，但3D列印這既不需要紙也不需要墨，更多的是用到塑膠、金屬粉末、陶瓷粉末甚至是細胞組織等作為原料。先是將需要列印的物品轉化成一組資料，利用計算機做出三維設計模型藍本，然後再用鐳射束和熱容噴嘴把塑膠金屬等特殊材料進行逐層堆積黏合直至物體成型。

按照這幾年3D技術的發展水平，目前可以實現600dpi（影象每英寸長度內的畫素點數），色彩深度達到24位，列印清晰度已經很高了。

1. 直接透過計算機圖形資料生成所需列印的物品的形狀，縮短了產品研製週期。

2. 不需要特定的生產空間和過多的人工操作，也不需要機械加工和物體模具，一個人一臺電腦一部印表機就可完成生產流程，大大降低了生產成本。

3. 可以完成傳統工藝中難以實現的空心工藝，不僅節省物料，而且生產出來的東西也很細膩。

1. 器物列印。目前3D列印技術在實際生活中比較廣泛的應用還是集中在車輛、器具、文物等物體的列印方面，3D列印技術在這些領域的應用大大解放了製造業的壓力，在文物保護方面也意義重大。

2. 食品行業。早在2011年英國就已成功應用這項技術生產巧克力，但3D列印技術在食品行業應用的更深層次目的其實在於解決宇航員在長期飛行中的影片保障問題，研究人員嘗試在零重力環境下應用3D列印技術打印出更合適的食品。

3. 建築行業。將3D列印技術用在房屋建造上將會更高效、更環保、更經濟，但是房屋建築涉及到面積及材料的複雜性等問題，3D列印實現起來並不容易。

4. 醫療行業（生物列印）。前面我們提到，用於3D列印的材料甚至可以是生物細胞，這將會對推動醫療行業的發展意義重大，尤其是在器官列印方面。但是，生物列印面臨的將是倫理問題，這個問題目前尚未有滿意的解決方案。