Autodesk和仿生3D打印的追求

Autodesk在几十年前引入了AutoCAD桌面设计软件，从而改变了制造业和建筑业的设计。

现在，随着3D打印成为一种制作原型甚至制造东西的新方式，软件制造商正试图在许多方面发挥关键作用，正如其引入的3D打印技术所暗示的那样火花这是一个用于3D打印的开源软件平台。

Autodesk和其他几家机构所扮演的一个角色是，试图引导新兴的3D打印行业向比它可能取代的传统制造业更环保、更可持续的方向发展。

了,3D打印- 或添加制造，因为它是所谓的以较大比例 - 的特征在于为产生对象的更可持续的方式。据能源美国能源部，3D打印使用更少的能量与工厂生产相比，通过精确地打印和沉积需要的东西的形状，而不是从一块原料上刮去或塑造一个形状，这样会留下未使用的副产品，从而产生更少的浪费。3D打印还可以减少货物的运输和包装，因为物品可以在需要的地方被打印。

但3D打印的核心成分仍然是一个问题——打印设计的材料，然后分层制作物体。在当今的大多数工业3D打印应用中，使用的是立体平版印刷术(SLA)树脂，或石油合成树脂，这些树脂在光和高温作用下变成固体。

润滑脂树脂本身，作为液体，是危险的，矿物燃料为基础的材料。它们对海洋生物有毒，所以不能在排水沟中处理。有没有更好、更可持续的材料?

这是Autodesk正在问的问题生物仿生研究所和伯克利绿色化学中心在加州大学伯克利分校。这三个组织在这一努力中联合起来。

人们没有意识到的一件事是，在物质世界中，可用于这一目的的材料是有限的。

“人们没有意识到的一件事是，在物质世界中，可用于这一目的的材料是有限的，”欧特克高级可持续设计项目经理道恩·丹比(Dawn Danby)解释说。

“有很多关于3D打印的讨论——它可以更节能，减少浪费，等等。我们希望推动该行业朝这个方向发展。但聚合物的数量有限。”

欧特克的3d打印用户体验经理沙洛姆·奥姆斯比(Shalom Ormsby)表示，在这次合作中，公司正试图扩大对多种可能性的理解有限元树脂。

“我们正在寻找更多的生物友好型材料。它的成分是否来源于更多的天然物质?我们能看看仿生学和大自然是如何印出来的吗?毕竟，大自然已经印刷了几十亿年……这不仅仅是从自然中获得灵感;它正在研究大自然用来制造东西的聚合物。”

在研究自然如何构造某些材料，以及这些材料在处理应力和负荷时的性能时，可能会有一些线索。但是，树脂作为当今3D打印的核心成分，仍然是可持续发展的绊脚石。竞彩足球app怎么下载

这就是生物模拟的用武之地。如果大自然已经发现了这一点，它就提供了可供学习的教训。生物模拟研究所将其定义为“一种创新方法，通过模仿自然的久经考验的模式和策略，寻求可持续的解决人类挑战的方法。”

为3D打印寻找更好的树脂或建筑材料，首先要定义什么是可持续的替代品。“它的意思是安全的，不容易被其他生物吸收吗?””丹问道。“安全的含义是非常具体和技术性的。”

搜索和创新过程可能填补最后一块拼图，使增材制造真正成为可持续的技术。

Danby说，“可持续3D打印的商业前景非常清晰”，因为它的使用隐含了能源节约、材料节约、运输和包装节约。但是如果它仍然需要以石油为基础的投入，并且仍然制造出在使用寿命结束时不可回收的产品，那么它就没有发挥它的潜力，她说。“我在可持续发展方面所做的工作与更好竞彩足球app怎么下载地实现3D打印密切相关。”

市场?

当被问及在伯克利绿色化学中心的工作中提出了什么解决方案时，丹比和奥姆斯比沉默了。相反，他们谈论的是研究生为这项任务所带来的激情和知识。

丹比说，他们在自然界中发现的一个惊人的例子是洪堡乌贼的喙。乌贼的喙足够坚硬，可以切断猎物的骨头，但它一定是由凝胶材料形成的，因为乌贼的其余部分是凝胶材料。

但当被问及这些研究是否会最终用于商业产品时，Autodesk团队表示不会发布任何声明。

其最终目标是为开发对人和环境都安全的高性能材料找到有前途的途径。

“肯定有人在做这个。人们想出了生物基材料，”Ormsby说。

伯克利分校规模庞大，以其世界级的工程、商业、公共卫生学院和科学系而闻名。它经常被列为世界顶尖的研究型大学，许多创业公司都从它的校园里涌现出来。伯克利有许多机构促进其研究从实验室到商业化的转变，比如加州大学伯克利分校观景台孵化器在莱斯特创业中心。

伯克利绿色化学中心“绿色解决方案”课程中从事3D打印工作的学生来自大学的各个不同领域:工程、物理、化学、环境科学、商业、公共卫生。大多数是博士研究生。

执行董事和讲师Tom McKeag，他写了生物仿生列对GreenBiz来说，增材制造是所有这些学科改进和完善的理想课题。

他说:“这是一个巨大的机遇。”他解释说，增材制造如果做得好，当使用可再生材料和受自然启发的可再生设计时，就有可能推进循环经济。手机app买球靠谱吗如果他们能找到合适的材料，或者发明一种模仿自然界使用的无害物质，”那么这个行业就会领先。不要忘记观察大自然带来的有利可图的创新潜力。”

欧特克表示，商业和公共卫生专业的科学博士和硕士们的任务是“使用仿生学作为可持续材料创新的透镜”。“最终目标是为开发对人和环境都安全的高性能材料找到有前景的途径。”

3 d的圣杯

这可能确实是3D打印领域的圣杯——识别或开发对用户和环境都安全的高性能材料。

McKeag说:“生物灵感设计与增材制造的能力和令人兴奋的可能性之间存在着相当大的一致性。”

正如英国建筑师迈克尔·波林(Michael Pawlyn)在一次关于生物模拟的TED演讲中所说，“你可以把大自然看作是一个产品目录，所有这些都受益于38亿年的研发期。”考虑到这样的投资水平，使用它是有意义的。”

可以肯定，有一个运动致力于为生物启发添加剂制造，以承认制造使用那么多的精力，并导致大量显著的温室气体排放量。我们是在这个时候国家和经济体捆绑弄清楚如何在工厂排放的遏制，不像是在19世纪和20世纪初，当制造业在西方世界就扎下了。

McKeag说:“增材制造业可以从仿生设计中学到很多，而且已经学到了很多——比如材料使用和能源的效率。”例如，通用电气几年前就开始使用增材制造技术来生产某些飞机零部件，而不是采用铸造或机械加工。这些部件是根据仿生原理重新设计的，即在受力点放置更多的材料，然后在不需要的地方刮掉。这不仅节省了工厂的材料和能源成本，而且节省了航空燃料成本在更轻的飞机上，但同样强壮。”Often this process results in other savings, such as time not spent inventorying lots of little parts that are no longer necessary.

但问题依然存在:“我们怎样才能影响增材制造的发展，使我们不会重蹈第一次制造业的覆辙”?