模仿生物學的3D打印應用

模仿生物學的3D打印應用

模仿生物學的3D打印應用

 

【仿生學3D打印應用】大自然已經生存了超過45億年,總是能够適應各種情况,那麼人類為什麼不能這樣做呢? 事實上我們可以,3D打印為此提供了一種解決方案。 仿生學帶給了人類很多得好處,每天都有新的環境問題出現或惡化,例如氣候變化、森林砍伐、大量物種死亡、珊瑚礁破壞等等,利用仿生學人們可以做些什麼呢?3D打印又在其中扮演著什麼角色呢?

 

什麼是仿生學?

仿生學一詞,又稱仿生學,由bio(意為自然)和mimesis/mimicry(模仿)組成。這些術語指的是一種向自然學習並將其結構或解決方案融入人類設計的方式。這一點之前已經展示過,例如斐波那契數、黃金比例或模仿鳥類的飛機機翼。即使是西班牙參觀人數最多的古蹟之一,聖家堂的柱子也是由高迪設計的,模仿了森林的結構。

模仿生物學的3D打印應用

Image source:Filckr, Beune photography

此外,在許多其他發明中,大自然一直是最大的靈感來源。 以魔術貼為例,它是由它的瑞士發明家發明的,當他帶著他的狗在鄉下散步時,他的褲子和動物的皮毛上都沾上了薊的倒鉤。 美國宇航局後來在太空旅行中使用了它。 現在,借助3D打印,仿生學更加發揮了他的作用,因為它能够製作複雜的幾何形狀。

 

3D打印在仿生學中的作用

如前所述,仿生學和3D打印已經越來越多地結合在一起,特別是隨著更自然的新材料的開發以及新模式或結構在零件設計中的引用。 正是這種模仿自然的能力讓3D打印發揮了重要作用,這適用於建築、消費品和時尚等廣泛行業。

一個這樣的例子是使用SLS科技和柔性TPE製造的3D打印仿生鞋,TPE是一種提供極大舒適性和靈活性的資料。 如下圖所示,這個原創設計讓人聯想到”根和生命“。另一個項目是蠑螈機器人,它可以像真正的蠑螈一樣在水下游泳或爬行。它被稱為Pleurobot,由瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)開發。該機器人是用3D打印的骨骼和模仿蠑螈運動的機動關節創建的。

模仿生物學的3D打印應用

Image source:3dnatives
Pleurobot,火蜥蜴機器人和 Earth Moc,3D 打印仿生鞋

3D打印中的晶格結構

3D打印中大量使用的格子結構的靈感來自大自然。 你可能在很多產品中看到過這種形狀,類似於蜂窩結構,當應用在不同的項目中時,它具有緩衝效能。 例如,著名運動品牌爱迪达在4DFWD鞋款中使用了它,該款鞋採用Carbon科技和40%生物基3D打印資料進行3D打印。 您可能還在諸如騎自行車者頭盔或帶有减震網眼的背包等項目中看到它,以便在徒步旅行時為人們提供更大的舒適度。 除了提供更多的舒適度外,這種方法還使用了更少的資料並優化了物體的整體重量。

模仿生物學的3D打印應用

Image source:3dnatives

在左上方的圖片中,您可以看到最安全的自行車頭盔之一。在旁邊的圖片中,是一個帶有減震網眼的背包。在下圖中,阿迪達斯 4DFWD 鞋。

最後,讓我們看一個建築,這個建築被稱為“生命之塔”。 它位於塞內加爾,模仿了猢猻樹。 這座塔有一個自主的生態系統,由於其外部結構創造了微氣候、光伏玻璃發電、地基中的蓄水池和能够將有機廢物轉化為能源的生物反應器,它在其中產生的能量超過了它本身具有的能量,請注意,整個塔都是用當地的土壤3D打印的。

 

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Image source:3dnatives

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