3D打印農業(yè)方面的發(fā)展現(xiàn)況

農耕是一項非常辛勞的工作，中國是全世界人口最多的國家，中國是傳統(tǒng)的農業(yè)大國，如何制作出有效的農具，提高農作物種植生產效率，是一個很迫切的問題，南極熊之前報道過幾例通過3D打印技術來改進農具的案例，3D打印機最大的優(yōu)勢體現(xiàn)在產品研發(fā)和試驗階段。長期以來，由于農業(yè)機械工作對象的復雜性，在科研、開發(fā)過程中，以水泵葉輪為代表的模具形狀復雜。這些原型的制作非常麻煩，往往是先開模具，然后再做出樣品，而運用3D打印技術，無需開模具，可以把制造時間降低。
美國農業(yè)科學家3D打印捕蟲器以防治蟲害
逼真微縮3D打印模型助農業(yè)設備公司完美展示生產線

北京市中農富通園藝有限公司（以下簡稱“中農富通”）是一家以中國農業(yè)大學、中國農業(yè)科學院、北京市農林科學院、北京農學院等科研院校為技術依托的農業(yè)高科技企業(yè)。同時，也是國內最早投入農業(yè)3D打印研究的企業(yè)，在2016年10月份舉辦的北京國際農業(yè)農產品展覽會上，中農富通展出的“3D生物打印機吸引了不少人的眼球。他們的研究顧問便是周惠興。周惠興早期的研究是直線電機和精密運動控制，2013年他首先將直線電機技術應用于3D生物打印領域。2015年10月份由國家863項目支持，周惠興及四川藍關英諾聯(lián)合研制的首臺3D生物血管打印機問世。同時，他開始將3D打印技術應用于不同的工業(yè)領域。

2013年，周惠興在學校組織的一次會議上聽同事說到，我國的農機裝備造價高昂，工藝復雜，不能很好的滿足我國農業(yè)發(fā)展的要求。同事的話給長期從事3D打印研究工作的周惠興提了個醒——何不用3D打印技術完成農機裝備的復雜部件制造工作。由此，周惠興開始了農業(yè)領域的3D打印技術研究。2015年，通過同校老師的推薦，中農富通了解到周惠興在做3D打印的研究工作，便邀請他去公司做演講。演講之后，周惠興成為了中農富通3D打印技術的研究顧問。并且在2016年年初，中農富通正式撥款啟動研發(fā)項目，中農富通負責3D打印項目的工作人員說：“目前，公司主要在農機裝備、園藝觀賞、食品等三個方面進行研究。食品的3D打印尚未成熟，但是農機裝備和園藝觀賞已經(jīng)有了一定的系統(tǒng)性研發(fā)，我們會根據(jù)客戶需要來進行定制化打印，這樣會更符合市場一些。尤其是農機裝備零部件的打印更是如此�！敝修r富通將為農機及國內創(chuàng)新教育領域提供3D打印技術服務。

3D打印改變農機制造
農業(yè)機械的作業(yè)對象為生物及其生長的環(huán)境，如種子、作物、土壤、肥料、農藥等，由于它們品種繁多、形狀復雜、物理機械性質多變并且軟弱易傷，所以為滿足各項作業(yè)的農業(yè)技術要求，農業(yè)機械的研發(fā)相當復雜。同時，農業(yè)機械作業(yè)過程中許多的作業(yè)環(huán)節(jié)，因各地自然條件、作物構成和耕作制度的差異，造成了農業(yè)機械的多樣性。使得農業(yè)機械研發(fā)項目必然種類繁多、研發(fā)面廣、成本高。

長期以來，由于農業(yè)機械工作對象的復雜性，在科研、開發(fā)過程中，以水泵葉輪為代表的模具形狀復雜。這些原型的制作非常麻煩，往往是先開模具，然后再做出樣品，而運用3D打印技術，無需開模具，可以把制造時間降低。周惠興認為，3D打印可以改變傳統(tǒng)的設計流程和制作工序。在設計方案綜合比較時，運用3D打印直接打印出設計模型，不僅可以直觀地進行結構方案比較，而且還可以多角度進行技術分析。

隨著汽車模型的旋轉，周惠興說到：“在樣機設計時，傳統(tǒng)方法主要考慮生產工藝能否實現(xiàn)，而運用3D打印，將會顛覆這一設計思路，樣機設計時不再過份考慮生產工藝問題，而可以進行優(yōu)化設計。在復雜件制作這個環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的方法往往是先做模具，再做出樣品，運用3D打印無需模具，就可以短時間制造出實際零件出來�！�

山西省農業(yè)機械化科學研究院副院長裴進靈曾公開表示，一些好的設計理念，無論其結構和工藝多么復雜，均可利用3D打印技術，短時間內制造出來，從而極大地促進了產品的創(chuàng)新設計，有效克服我國農機工業(yè)設計能力薄弱的問題。

對于3D打印應用于農業(yè)機械研發(fā)中，對農機設備產生的影響。裴進靈將其概括為四個可以：可以使設計模型更加直觀，設計更有效率；
可以使研究中零件的三維實體設計更容易變?yōu)閷嵨�，提高研究階段效率；
可以使樣機試制更快捷地完成，縮短樣機試制周期；可以為田間試驗故障零件，短時間改進、制造、替換；
可以快速更改技術細節(jié)，提高生產效率。

挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的3D打印食用技術

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3D打印技術除了在農機方面的應用，3D食品打印也正以迅雷不及掩耳之勢刷新人們的認知。2017年1月12日，南極熊獲悉，國內智慧商用3D打印技術引領者海芯科技宣布獲得千萬人民幣的投資，海芯科技的初創(chuàng)團隊是由十余名清華大學校友聯(lián)合構建的。這家專注于構建極致3D打印體驗與閉環(huán)生態(tài)的高科技企業(yè)，立志成為3D打印領域的Windows，通過圖形化的操作系統(tǒng)真正讓所有非專業(yè)用戶都能使用3D打印機。目前主要產品包括Neobox、NeoboxO、三弟畫餅煎餅打印機等硬件、NeoboxOS操作系統(tǒng)以及3D打印工廠APP。

目前，Neobox已經(jīng)應用于全國范圍內的各行各業(yè)，尤其在教育領域，中關村二小、張家港外語學校、江西省科學院、中國科技館等都在借助Neobox積極推進自身以及3D打印事業(yè)的發(fā)展。而三弟畫餅則早已成為食品3D打印領域的代表性品牌，多次被央視報道，并獨立獲得上千萬投資。這次的投資案在資本寒冬下給2017年的3D打印行業(yè)開了個好頭。過去幾年，很多組織、公司甚至個人都開始研究新型的3D打印食物。美國國家航空航天局也曾委托研究人員開發(fā)3D食物打印機。

與此同時，由于3D打印技術釋放了各種設計的可能性，廚師和餐館也對此青睞有加。倫敦的一家3D打印餐廳FoodInk，已經(jīng)憑借其富有藝術性和創(chuàng)造力的餐盤上了頭條雖說3D打印食物這一項技術發(fā)展迅速，然而主流消費者似乎并不買賬�？芭嗬�大學的研究員DeborahLupton和BethaneyTurner做了一項關于3D打印食品前景的調查。調查結果顯示，被調查者沒有一個人聽說過3D打印的食物。

大多數(shù)參與者認為3D打印過程有點像轉基因，尤其當實驗室培養(yǎng)的肉類也被用到打印過程中的時候。在一個宣揚自然和有機的社會思想中，人們對從3D打印機里生產出來的食品多少會有些擔心，他們認為這個生產過程“不自然”。

周惠興說：“其實3D打印食品目前在我們國家并不太普遍，技術上也處在實驗和研發(fā)階段，這個過程的普及可能需要幾年的時間。但要相信3D打印出來的食品，是可以消費的。我們正在和中國農業(yè)大學食品學院一起研究可根據(jù)消費者情況而自動配置營養(yǎng)成分的食品打印機，未來它將成為一個普通的家用電器為普通百姓服務。對于3D打印，目前需要大量專業(yè)人才，為此，我們和中農富通聯(lián)合成立了一個培訓班，專門培養(yǎng)3D打印方面的人才，因為，教育是萬物始源之本�！�

現(xiàn)在，周惠興的研究工作正在如火如荼的進行著，對于農業(yè)3D打印的未來，他認為很樂觀，周惠興說：“去年，李克強總理專門召集相關部門領導學習3D打印便是很好的證明�！蹦壳�，周惠興團隊也可以為大中小學提供3D打印創(chuàng)新實驗室建設方面的服務工作，從中小學開始培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)方面的人才。他們還設計了3D打印玩具賽車項目，以便讓更多的人，尤其是年輕人理解3D打印技術，并投入到這一未來的先進制造項目領域。


來源：中國農村科技