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十大气象科技畅想跟进:我国3D气象站指日可待

侯马气象2018-06-20 07:13:34

 

被称为“打印未来世界”的3D打印技术,有望被引入我国气象观测领域。目前,我国气象设备技术人员正在引入3D打印技术协助建立一些设计模型。这有助于能满足精细化观测需求,提升我国天气监测预报能力。

3D气象站的大部分外观零件将由3D打印机制成,能对传统气象站观测要素进行观测,同时,数据可以事实传输至计算机进行数据处理。不过,3D打印只能做到外观结构部件的定制生产,而核心的敏感器件、电路板、系统集成和软件仍需要依托传统技术。

目前,我国传统气象站根据统一模具进行工业化批量生产,而一个模具动则生产上万个站台才能收回成本。因此,模具成本制约了精细化观测的发展。相比传统气象站,3D技术更适合定制生产,能够针对不同的应用场景设计不同用途的气象站。例如运用传统的风杯、风向标很难满足对湍流进行观测,3D打印技术可以为其量身定做合适的观测设备。

“因此,3D打印气象站能够为预报服务定时定点提供观测支持,为观测技术发展带来更好的实现手段,对气象预报及服务有促进作用。”中国华云气象科技集团公司科技管理部经理刘钧称。

此外,3D打印气象站可以快速提供备品备件保障,随时更换零件,灵活高效。

但将一项新技术运用在实际业务当中,需要一个漫长的过程。就目前而言,国内工业设计的基础还比较薄弱,材料技术还不太过关,批量生产还比较困难。

一旦工业设计、材料技术有所突破,3D打印技术在气象领域运用的前景十分广阔。刘钧认为通过3D打印技术,可以大力发展民用气象观测设备,改变过去民用设备精度达不到专业要求、环境误差达不到预报和服务指标要求的状况,让专业或准专业的观测无处不在。甚至运用在跨界的观测、构建小型综合无线传感器网络等方面。“3D打印与物联网、云计算的结合应该是大势所趋。”刘钧说。

3D打印技术在气象领域的应用在国外已经出现。据美国《大众科学》月刊网站330日报道,由美国国家海洋和大气管理局与国际开发署合作而成的3D打印气象站,将有望以200美元一套的低廉价格冲击发展中国家市场。

 

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由美国国家海洋和大气管理局与国际开发署合作而成的3D打印气象站

 

多知道些

自己,基地,万能的3D打印好像什么都能打。3D打印技术为代表的数字化制造模式,曾被《经济学人》杂志认为是第三次工业革命最具标志性的生产工具

3D打印技术被视为舶来品,但发展3D打印技术,中国其实起步并不晚。这方面的研究在上世纪80年代末就已开始。目前,我国生产的3D打印机装备功能已经接近国际先进水平,两者的差距主要体现在装备的可靠性和材料研发上。部分3D打印机的关键器件需从国外进口,而用国产零件生产的打印机稳定性不够。此外,我国在材料质量和品种上还远不如美国、德国丰富,许多研发的实验材料也需要进口。更大的差距体现在应用上。在国外,3D打印技术已经在新产品开发、生物医疗、航空航天、影视教育创意等方面有较多应用,而我国还主要局限于模具打印、文化创意产品等少数领域。

看看外国3D打印都在打什么

1、空间站!打!

据美国媒体报道,美国太空制造公司将与美国航天局马歇尔航天中心合作,开展在零重力环境中的3D打印技术试验研究,并计划利用美国太空探索技术公司的货运飞船,将新研发的太空3D打印机送往国际空间站。(给我一个3D打印机,我能在外太空创造一个世界^_^

2、抢!打!

据中国之声《新闻晚高峰》报道,美国一家公司前不久利用3D打印技术,成功地打造出AR-15半自动步枪的弹匣和其它部件。这家公司又宣布,首款名为解放者3D打印手枪试射成功。在未来信息化战场上,维修受损武器将变得十分轻松——技术保障人员可随时启动携带的3D打印机,直接把所需的部件一个个打印出来,装配起来,让武器重新投入战场。(战士:弹药!打印员:挺住,正打着呢!战士:废话,前线正打着呢!)

3、房子!打!3D打印除了能打印精致的东西外,还能打印出很多大型物品”——甚至是房子。2012年夏天,美国的Khoshnevis 教授在TED演讲中展示了如何用3D打印机去打印一栋房子。而20132月,英国伦敦Softkill Design建筑设计工作室首次建立了一个用尼龙搭扣概念结合传统建造技术制作3D打印房屋的概念。住在3D打印制作出的房子里,住户无需担心打印出来的房子不结实,因为用于打印的材料单位面积的承重能力是标准混凝土的三倍。3D打印房屋的概念将可能对房屋建造领域产生革命性影响,一旦技术成熟之后,将能够解决很多地区的住房危机问题。(给团一台3D打印机,瞬间变成亿科老总!)

4、汽车!打!

今年年初,3D打印技术公司Urbee3D 打印技术打印出了一辆汽车——Urbee 2Urbee 2 是目前第一辆通过3D打印机制作出来的汽车,但目前主还需要组装。根据资料显示,Urbee 23个轮子,前面两个,后面一个,大部分材料都是塑料,但是发动机和底盘是金属,整个汽车的重量为1200 磅。3个轮子的汽车,那不是三轮车嘛,逗我呢!)

5、食物!打!

Facebook天使投资人,Paypal联合创始人Peter Thiel投资的现代牧场201210月宣布,他们用一种3D打印技术将人造细胞塑造成可食用的肉。这家公司认为,通过在一种特殊结构中分层放置各种类型的细胞混合物,试管肉的生产就会变得可行。现代牧场相信生物打印机能生产出比真正的肉类更具经济可行性的可食用仿真肉,该公司正着手实现打印一小块肉的短期目标:这块肉长约12厘米,不到半毫米厚,可食用。而Peter Thiel投资的另一家公司Hampton Creek Foods,已经可以从植物中提取蛋白质,油脂等元素,然后制作出与鸡蛋无异的食品。以后,我们可能不再需要购买什么菜或者肉类,而失去购买一些维生素,纤维之类的原材料,然后用3D打印机制作出我们想吃的蔬菜和肉类。(吃货福音,kfc自己动手打起!)

6、器官!打!

英国赫瑞瓦特大学和一家干细胞技术公司合作,开发出一种真空阀门式(valve-based)3D打印技术,首次将3D打印拓展到人类胚胎干细胞范围。而这一突破使得利用人类胚胎干细胞来打印移植用人体组织和器官成为可能,并且打印的仿生结构还能用于药物测试,加速改良测试过程。目前美国康奈尔大学已经可以打印出人耳。研究人员在模子中注入特殊的胶原蛋白凝胶,这种凝胶含有能生成软骨的牛耳细胞。此后数周内,软骨逐渐增多并取代凝胶。3个月后,模子内出现一个具有柔韧性的人造外耳,其功能和外表均与正常人耳相似。3D打印突破干细胞打印技术层面之后,理论上能打印出所有人类器官,也许在以后,人类的移植器官将不会从另一个人类身上来,而是由3D打印机制作出来。


 

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3D
打印人脸,逗逗都有有木有。这样可以在上课时带着自己的面具偷摸睡觉了!

还在打印手链、戒指、文具盒,你们lowlow


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