3D打印技术黑科技

承德培智电子体验中心2018-11-10 13:01:20

       承德双桥区金龙城市广场B坐4楼

                     培智科技



3D打印技术改革人类饮食



试想一下:当你下班回家时,3D打印机根据你的饮食偏好和健康需求,为你提供营养丰富的菜肴;你只需按一下按钮,它就会将粉末状的原料转化为食物,将各种成分混合在一起,为你提供个性化定制餐饮。你以为这是科幻小说?错了,它已经照进现实。韩国梨花女子大学的副教授Jin-Kyu Rhee开发出了这台设备。

我们开发出了一台设备,能够利用3D打印技术制造食物微观结构,根据个人水平定制食物组织和身体吸收状况。我们认为,人们有朝一日将拥有这类设备——运用3D打印技术,将各种粉末状原料进行混合,根据用户需求或偏好进行烹饪。

3D打印食物的原理和普通3D打印技术差不多。这类设备根据预设算法,将材料分层打印。打印食物时,你只不过是将普通材料替换成各种食材原料罢了。

这回,研究人员开发了一台实验3D打印机。它能够利用微观结构制造食物,这个过程能够还原传统食物的物理特性和食物组织。大致而言,它仅需利用碳水化合物和蛋白质粉末,就能制造出具备熟悉特性的真实食物。此外,研究人员还能够通过控制食物的微观结构,控制身体吸收最终成品的方式。

这项技术存在诸多优势。首先,它能够轻松根据个人偏好和需求定制食物。其次,它的规模可大可小——既可应用于打印家庭餐饮,也可应用于大规模工业生产。最后,它能够大幅减少食物浪费以及食物储存和运输的相关成本。

目前,这项技术仍处于初期阶段,研究人员正在努力进行优化。不过,这个未来概念或许终有一日能够走进千家万户,因此值得科学家细细研究。


耐克3D打印黑科技跑鞋


当我们谈论运动鞋的技术含量时,通常会把重点放在鞋底上。因为运动鞋公司会竭尽全力在鞋底上加入弹性材料,一是用来保护你娇弱的脚骨,二是可以给予你推进力。他们还会在鞋底使用3D打印技术。阿迪达斯的FutureCraft这款鞋的鞋底就运用了3D打印技术,安德玛的Futurist鞋子则使用了3D打印的晶格中底。而耐克的新款跑鞋Flyprint则剑走偏锋,将重点放在了鞋面上。耐克运用3D打印技术制造出了精细的塑料纤维网格,取代了以往的纺织面料。

耐克的新产品Zoom Vaporfly Elite Flyprint跑鞋初次亮相是被穿在马拉松纪录保持者Eliud Kipchoge脚上。他在去年的全程马拉松比赛中曾经尝试跑进2小时,可惜最后以2:00:25的时间完成了比赛,但这比之前他自己的最快纪录缩短了近3分钟。

去年Kipchoge穿在脚上的跑鞋是耐克公司的Zoom Vaporfly Elite 4%,而他的新战靴整体重量减轻了,鞋的中底还加入了碳纤维撑托盘来增加弹力。像他这样的精英运动员,一个很小的细节就可以引起巨大的改变,特别是这些元素发挥作用时。减轻鞋子的重量很重要,但还有其他重要的因素。

根据耐克公司,Flyprint这款跑鞋的灵感来源于一场下着雨的柏林马拉松。“雨一直下,空气的湿度达到了100%,”耐克数字创新高级总监Roger Chen说。“运动员的跑鞋里吸满了雨水。”湿透的跑鞋很不舒服,而且很沉。因此耐克公司的解决方案是使用一种新的材料,不会吸水,还能有很多空隙将水排出。

Flyprint使用了一种由TPU(热聚性聚氨酯塑料)制成的复合材料。当然耐克公司是不会公开Flyprint材料的详细成分的,但是制成的纤维非常柔韧,不像是我们在有些运动鞋外底看到的那种硬质TPU。不仅创新十足,而且Flyprint还比老款的Zoom Vaporfly Elite要轻上11克,也就是轻了6%。听起来没轻多少,但是在马拉松的比赛中,这些重量会积少成多。

耐克表示Flyprint会通过两个方式减少水分的驻留。首先鞋面使用的TPU材料是一种塑料,它不会吸水。“从起跑线到终点线,如果你的鞋湿了,重量一定会增加,”耐克跑鞋副总裁Brett Holts说。“如果柏林马拉松上你穿的是Flyprint,从始至终跑鞋的重量都不会改变。”

其次鞋子上半部分的结构可以使得水可以很容易从鞋里排出。从侧面观察Flyprint跑鞋,鞋面所使用的材料有数不清的孔隙。所以,当水从孔隙进入鞋之后,又会以相同的方式将水排出。“马拉松的参赛者还是会穿袜子的,”Chen说。“鞋内的水会通过毛细作用流出,而且跑步时脚的压力也会将水向外排出。”

如果仔细观察鞋面材料的结构,你会发现一些特殊的样式。鞋的前部使用了典型的晶格结构,而鞋的两侧则是使用了波浪状的结构。据Chen所说,这样可以使增加支撑的刚度,更重要的是,加强了空气流通性。

“我们可以控制鞋面的每一条线,”Chen说。“如果有人说‘我去,鞋尖太晃荡了!’那我可以再为他增加多几条线,但不需要整双鞋都重做。”Flyprint跑鞋有数字版模型,每一条纤维都可以单独移动。设计师可以在鞋面的不同地方增加或移除纤维,程序会计算出这样会对鞋子的整体性能产生如何的影响。然后再通过运动员的试穿来完善剩余部分。

这种技术还可以让无论什么鞋码的Flyprint都能一样合脚。如果用3D打印制作10号的鞋时将鞋码改成6号,那么鞋两侧的纤维会特别紧以至于整个鞋都很硬。如果调成16号,鞋两侧的纤维则会被拉伸的太开以至于缝隙变大,鞋子缺乏支撑性能。但是有了Flyprint程序之后,它能根据不同的鞋码计算出如何调整纤维线条来保持鞋子的性能。

第一批商用Flyprint跑鞋(售价600美元)将在4月22日举办的伦敦马拉松上发布,只有100名消费者有机会穿着它们参加比赛。耐克公司把这次机会当作实现更快地、完全地生产客制Flyprint跑鞋的垫脚石。

现在,Flyprint跑鞋的鞋面还是会融合使用一些耐克的典型材料。因为它们更柔软,而且对于长时间的奔跑宽容度更高。但是Holts表示,耐克终有一天会使用3D打印来制作整个鞋的鞋面。或许消费者还可以一边吃着墨西哥卷饼,一边看着自己的鞋被打印出来。



承德双桥区金龙城市广场B坐4楼培智科技