生产方式重大改变 苹果尝试用3D打印技术生产智能手表的钢质底盘

生产方式重大改变苹果尝试用3D打印技术生产智能手表的钢质底盘知情人士称，如果AppleWatch的开发工作按计划进行，苹果将寻求在未来几年内将这一新的生产技术扩展到更多产品。迄今为止，苹果公司的不锈钢手表采用更传统的制造方法，即使用锻造工艺用于将材料块切割成接近设备尺寸的较小金属块，然后使用计算机数控机床切割金属并创建精确的设计和纽扣孔。新的技术使用一种称为粘合剂喷射的3D打印技术来创建接近其实际尺寸的设备的总体轮廓，或者在制造业中被称为“近净形状”。这种3D印刷品是用粉末状物质制成的，然后经过一个称为烧结的过程。烧结的过程是利用热量和压力将材料挤压成触感像传统钢材的底盘。然后像此前的流程一样对其进行精确的设计和切口进行铣削。苹果及其供应商已经在悄悄开发3D打印技术至少三年了。在过去的几个月里，他们一直在为AppleWatchSeries9准备的钢制表壳进行测试，这款手表将于9月12日发布。这款智能手表将获得性能提升和新的表壳颜色，但外观有所不同。媒体称，无法保证第一批向消费者发货的新型钢制苹果手表将采用改进后的制造技术制造，但试运行表明苹果已经开始认真考虑大规模采取3D打印技术。苹果还计划将该工艺应用于其钛金属Ultra手表，但这种转变要到2024年才会开始计划和试点。新的制造工艺减少了对材料的损耗，因此有利于环境保护。知情人士表示，苹果正计划在部分新款iPhone手机壳和其他配件中使用新材料来替代皮革，这是迈向可持续发展的又一举措。3D打印工作由苹果公司的制造设计团队领导。对于苹果及其供应商来说，转向3D打印表壳是一项昂贵的努力，但随着时间的推移，它应该会简化生产并可能降低成本。目前，采用新工艺的每个表壳的成本与先前方法的成本一致。这项工作仍处于起步阶段，暂时将保留用于小批量产品，而不会大规模销售。大多数AppleWatch外壳都是铝制的，而不是不锈钢的。苹果尚未在铝制外壳的大规模3D打印方面取得进展，而铝制外壳也用于Mac、iPad以及低端iPhone。目前，苹果内部正在讨论将钢和钛等可3D打印的材料引入更多设备。苹果采用3D打印技术制造智能手表外壳的消息传出后，3DSystems上涨一度涨超10%，刷新日高。3D打印技术并不新鲜，但由于各种原因，这项技术的广泛采用一直受到阻碍，主要原因是因为费用相对高昂。当然，现在有一个强大的爱好者市场，还有一些工业应用，例如美国国家航空航天局在太空中打印组件，通用电气/福特的组件打印，或耐克运动鞋特别版。此外，还有一些技术可以实际打印用于人类居住的建筑物的组件。尽管苹果拥有许多专利，并且已经对这些技术进行了多年的探索，但该公司还没有真正获得3D打印的成果，这项技术总体上仍处于广泛应用前的低迷期。不过，今年7月，跟踪苹果产业链多年的分析师郭明𫓹今日发布报告指出，CNC（数控机床）在苹果开始采用后快速成长，3D打印有可能会复制此成功故事。郭明𫓹称，若3D打印产业因苹果采用而快速成长，则激光零组件有可能会出现供应紧张。钛是3D打印生产中最常被用到的金属，应用范围广泛，如医疗、航空等。这可能是苹果采用3D打印技术时，先从钛机构件开始做起的主要理由之一。郭明𫓹还称，3D打印是加法生产，与CNC的减法生产相较下更不浪费，因钛单价较高，故采用3D打印生产的钛金属件更节省成本。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1380621.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1380621.htm

Relativity中止了Terran 1 3D打印火箭的发射尝试

Relativity中止了Terran13D打印火箭的发射尝试RelativitySpace是TimEllis和JordanNoone的心血结晶，他们使用创新的3D打印技术并利用这些技术制造尽可能多的火箭部件，可以大幅降低发射成本。其结果是Terran1号，这枚火箭若按质量计算有85%是3D打印的，其目标是进一步提高这一比例--制造一个由95%以上的3D打印材料组成的火箭。为了达到这个目标，该公司筹集了大量资金：超过10亿美元，截至2021年6月，他们的估值达到42亿美元。Relativity的员工现在有数千人，该公司拥有超过100万平方英尺的制造空间。今天，由于火箭第二级的氧气温度超出了正常范围，在T-70秒时出现了中止，但他们认为能够解决这个问题，并继续准备发射。这次首次发射没有携带整流罩或有效载荷，该公司在继续开发更重的TerranR火箭时，基本上将其作为一个技术验证器。一次成功的发射将在很大程度上证明该公司的3D打印火箭结构，并作为更广泛的概念验证。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1348509.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1348509.htm

澳科研团队运用尖端3D打印技术生产超高强度商用钛合金

澳科研团队运用尖端3D打印技术生产超高强度商用钛合金澳大利亚工程师领导的科研团队在最新一期《自然·材料》杂志上撰文称，他们首次使用3D打印方法，获得了迄今比强度最高的钛合金，这是航空航天、国防、能源和生物医学行业的一次重大飞跃。莫纳什大学的这项最新研究表明，尖端3D打印技术可用于生产超高强度商用钛合金，让其获得前所未有的机械性能。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1318677.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1318677.htm

研究人员首次实现用纯木材料3D打印物品

研究人员首次实现用纯木材料3D打印物品首先，在3D打印介质中使用木材并不是一个新想法。我们以前还看到过用从木材中提取的纤维素打印出的木质物品，以及用锯末与生物环氧树脂混合制成的3D打印吉他。麻省理工学院的科学家甚至正在开发一种方法，将实验室培养的木材培育成预定的三维形状。然而，休斯顿莱斯大学的研究人员声称，他们是第一批用完全由木材天然成分组成的材料3D打印出真正木制物品的人。除了水之外，粘稠的墨水还包括纤维素纳米纤维、纤维素纳米晶体和木质素--后者是一种有机聚合物，构成了包括树木在内的植物的大部分支撑组织。纤维素和木质素都可以从林业、建筑业和消费品行业产生的木材废料中获取。木墨是通过一种称为直接墨水写入（DIW）的3D打印工艺来连续分层构建物体的。这与常用的熔融沉积建模（FDM）技术类似，熔融材料从喷嘴中挤出，冷却后硬化。在DIW技术中，材料不是冷却，而是通过烧结工艺变成固体形式。对于木质油墨来说，烧结过程包括在-85ºC(-121ºF)温度下冷冻干燥印刷物体48小时，然后在180ºC(356ºF)温度下加热20至30分钟。加热步骤将木质素转化为一种"分子胶"，将纤维素纤维和晶体结合在一起。部分3D打印木制品，包括一张小桌子和一把小椅子据报道，用这种材料打印出来的小物件在外观、结构、质地、热稳定性甚至气味方面都与天然木材十分相似。它们在机械强度上也比天然轻木更强，天然轻木在研究中被用作基线。还有一个额外的好处，就是它们在废弃后可以生物降解。但更重要的是，用油墨打印物品时，只使用打印该物品所需的油墨量。相比之下，用天然木块雕刻或碾磨物品时，去掉的所有木料都会被浪费掉。首席科学家穆罕默德-拉赫曼（MuhammadRahman）副教授说："直接利用自身天然成分创建木结构的能力为更加环保和创新的未来奠定了基础。它预示着一个可持续3D打印木结构的新时代。"科学家们承认，该过程中的冷冻干燥和加热步骤需要大量能源，因此他们正在探索替代方法。他们的研究论文最近发表在《科学进展》（ScienceAdvances）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1424440.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1424440.htm

研究人员希望使用分布式3D打印机建造大坝

研究人员希望使用分布式3D打印机建造大坝多年来，人们一直在用3D打印技术建造结构，但有一组研究人员希望将AI驱动的建筑带到一个新的规模。如果成功的话，那么它可以比使用人类劳动力更快、更便宜地建造大坝。来自北京清华大学的研究人员最近公布了使用3D打印方法建造一个近600英尺高的大坝的计划。这可能是有史以来最大的3D打印、AI建造的结构，但这也可能取决于“3D打印”的定义。建筑商已经通过使用大型3D打印机制造混凝土层来建造房屋，从而节省了时间和金钱。去年，一家制造公司在荷兰使用机器人线弧增材制造来3D打印一座金属桥。不过清华大学的提案并不涉及任何此类技术。研究人员希望利用AI驱动的机器人、挖掘机、卡车、推土机、摊铺机和其他车辆组成的军团完成黄河西藏段目前在建的羊曲水电站。通过结合一个自动调度系统，研究人员将该系统称为一个单一的大型3D打印机。没有人类会直接参与到大坝的建设中。人工智能将把项目的3D模型切成几层，然后把每一层按顺序分配给无人机器。AI将自动规划材料收集、驾驶路线和安置。另外，它还可以分析振动以确定建造质量。人类将只开采填充的岩石。除了速度和成本方面的优势外，这些机器可以更好地承受低氧水平等危险、全天候工作且研究人员认为它们更不容易出现人为错误。最明显的缺点是，这样一个庞大的项目通常会造成潜在的工作机会的丧失。该大坝计划于2024年完工，它将为河南省提供近50亿千瓦时的电力。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1310549.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1310549.htm

激光可对3D打印金属进行微调 而无需"加热和击打"

激光可对3D打印金属进行微调而无需"加热和击打"三维打印金属通常是用一台机器以细粉的形式铺设薄层金属合金。然后在数字模型的引导下，使用激光或电子束熔化或烧结这层金属，然后再添加一层。打印完成后，多余的粉末被扫除，露出最终产品。通过这种打印技术，可以快速形成非常复杂的形状。问题是，用金属制作的东西不仅仅是形状。金属的物理、化学和机械特性之间也存在复杂的相互作用。如果控制不当，最终产品就可能是废品。一个非常简单的例子就是3D打印刀。我们有可能制造出一种非常奇特的刀片，展现出通常用传统方法几乎不可能实现的曲线和细节，但如果不考虑金属本身的特性，这种刀片可能会像花生脆一样折断，或者软得像黄油一样，无法更好地保持刃口。在制造复杂形状时，这是一个显而易见的挑战。不过，金属工人经过数千年的实践，并在过去几个世纪中借助一些新兴科学的帮助，已经开发出了屡试不爽的控制金属特性的技术。从本质上讲，这涉及到通过不同的加热和击打方法来改变金属的晶体结构。通过控制加热、冷却和锻造，可以对金属的结构进行微调，直到适合手术刀和工字钢等各种材料。这对于形状简单的金属物体来说还不错，但我们不能把复杂的3D打印形状塞进熔炉或用锤子敲打，这样就失去了使用3D打印技术制造金属的初衷。相反，剑桥团队（包括来自新加坡、瑞士、芬兰和澳大利亚的研究人员）选择使用激光在原位改变金属。他们的想法是，激光会选择性地熔化不锈钢制成的物体上的斑点，从而改变其晶体结构。通过这种方式，他们可以使打印金属变得坚固，同时消除这种打印金属容易表现出的脆性。微小尺度的选择性再加热将激光变成了微型锤子。这种技术无法复制传统的金属加工工艺，因此研究小组转而采用一种古老的技术来实现类似的效果。制作高质量剑刃的一种方法是使用两种不同的金属，如钢和铁，然后将它们多次焊接和折叠在一起。这样制作出的剑刃层次分明，两种金属相互映衬，使铸剑师不仅能控制整个剑刃的特性，还能控制特定部分的特性，因此剑刃的中心部分富有弹性，而边缘部分则足够坚硬，可以磨得很锋利。剑桥大学的研究小组也想出了类似的办法，他们交替使用激光处理过的点和未处理过的点。这使他们能够在很大程度上控制物体的最终特性。"我们认为这种方法有助于降低金属三维打印的成本，进而提高金属制造业的可持续发展能力，"团队负责人、剑桥大学工程系的MatteoSeita博士说。"在不久的将来，我们还希望能够绕过熔炉中的低温处理，进一步减少在工程应用中使用3D打印部件前所需的步骤数量"。这项研究发表在《自然通讯》（NatureCommunications）上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1395013.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1395013.htm