Können Zähne „gedruckt“ werden?

Erinnern Sie sich an die beeindruckende Eröffnungszeremonie der Olympischen Winterspiele in Peking? In dieser Nacht wurde die Hauptfackel der Olympischen Winterspiele „Fliegen“ in Form einer winzigen Flamme entzündet. Es war einfach, neuartig und bedeutungsvoll und hinterließ bei allen einen unauslöschlichen Eindruck.

Lassen Sie mich Ihnen sagen, diese Hauptfackel ist „gedruckt“!

Sie glauben es nicht? Eigentlich ist es nichts. Wenn jemand einen Zahn verliert, kann er einen neuen „drucken“, um ihn zu ersetzen!

Können Zähne „gedruckt“ werden?

Ja! Mithilfe der magischen „Universal Creation Technology“ – dem 3D-Druck – können Sie einen Zahn kopieren, genau wie mit den „Zweiundsiebzig Transformationen“ des Affenkönigs.

Wir müssen zunächst mit einem Computer ein dreidimensionales Bild des Zahns zeichnen und es dann in Schichten „schneiden“, wobei jede Schicht die genaue Form des Zahnquerschnitts hat. Anschließend sendet der Computer Anweisungen an den 3D-Drucker. Dieser druckt die Rohmaterialien je nach Bedarf Schicht für Schicht aus und stellt die Zähne her.

Tatsächlich sind die Funktionsprinzipien von 3D-Druckern und herkömmlichen Druckern grundsätzlich gleich. Der Hauptunterschied liegt im Druckmaterial!

Die Druckmaterialien herkömmlicher Drucker bestehen hauptsächlich aus Tinte und Papier, doch die Druckmaterialien von 3D-Druckern umfassen viel mehr, darunter Metall, Keramik, Kunststoff, Sand usw. Sogar Mehl, Eier, Honig, Schokolade, Gelee, Zuckerguss, Püree, Kartoffelpüree usw. können als Rohstoffe für den 3D-Druck verwendet werden, um verschiedene köstliche Speisen wie Schokoladenmousse, Crêpe-Kuchen und Pizza auszudrucken. Läuft Ihnen schon das Wasser im Mund zusammen, wenn Sie nur daran denken?

Sehen Sie, mit dem 3D-Druck können wir nicht nur Zähne, sondern auch Tassen, Eier und Autos drucken. Sogar Häuser und Brücken ... Im Grunde kann alles gedruckt werden!

Sie werden es auf jeden Fall spüren. Solch ein magischer 3D-Druck sollte eine aufstrebende Technologie sein, oder? Eigentlich ist es das nicht. Es erschien vor etwa 40 Jahren.

Die Forschung und Entwicklung der 3D-Drucktechnologie in meinem Land begann in den 1990er Jahren. Im Juni 2005 wurde das erste 3D-gedruckte Titanlegierungsteil meines Landes in das J-11-Flugzeug der chinesischen Luftwaffe eingebaut, was einen Meilenstein in der 3D-Drucktechnologie darstellte. China war damit das erste Land, dem dieser Technologie der Durchbruch gelang.

Dieser ikonische Schritt ist nicht leicht zu gehen!

Denn zu diesem Zeitpunkt hatten einige Länder angekündigt, den 3D-Druck nicht mehr zur Herstellung großer Schlüsselkomponenten von Flugzeugen einzusetzen, und waren der Ansicht, dass dieser Ansatz schlicht nicht umsetzbar sei.

Der Metall-3D-Druckexperte meines Landes, Wang Huaming, war jedoch nicht betroffen. Er bestand darauf, dass die Richtung der 3D-Drucktechnologie nicht falsch sei, und beharrte darauf, acht Jahre lang diesen Weg der Sackgasse zu beschreiten.

Während dieser acht Jahre führte Wang Huaming mit seinem Team immer wieder Experimente durch. Um Experimente durchführen zu können, müssen die Geräte 24 Stunden am Tag in Betrieb sein und jeder kann nur abwechselnd auf die Maschine aufpassen.

Es gibt ein Schlüsselmitglied im Team, das für die Nachtschicht zuständig ist, also von 20 Uhr abends bis 8 Uhr morgens des nächsten Tages arbeitet und das seit sieben oder acht Jahren durchhält.

Das Prinzip klingt einfach, doch während des eigentlichen Experiments stieß Wang Huaming auf unzählige Schwierigkeiten.

„3D-Druck mit Metall ist wie das Kneten von Teig. Rohstoffe wie Pulver und Seide werden geschmolzen, legiert, verfestigt und vorbereitet. Sobald die Materialien vorbereitet sind, handelt es sich bereits um komplexe Teile“, fasste Wang Huaming anschaulich zusammen.

Einmal dauerte der Druck eines sehr schwierigen Teils mehr als 10 Tage. Gerade als das Team erleichtert aufatmete, hörten sie plötzlich eine Explosion.

Die Teile gingen plötzlich kaputt, also musste ich einen Weg finden, die Ursache zu finden und von vorne anzufangen …

Wang Huaming sagte: „Das Lösen großer Probleme kann nicht in ein oder zwei Tagen erledigt werden, Sie müssen sich beruhigen und fleißig lernen.“

Beharrlichkeit wird letztendlich belohnt. Wang Huaming hat noch immer einen süßen Nachgeschmack dieser Erfahrung. Er sagte: „Ich hätte nie gedacht, dass ich meine 3D-gedruckten Teile jemals in einem Flugzeug verbauen könnte. Die meisten Menschen, die in der Luftfahrt arbeiten, beginnen ihre Karriere nach dem Studium, und wenn sie mit 60 Jahren in Rente gehen, können ihre Produkte möglicherweise nicht mehr in ein Flugzeug eingebaut werden. Wir waren damals sehr stolz darauf, etwas Rekordverdächtiges und Meilensteinhaftes erreicht zu haben.“

Wang Huaming und sein Team gaben sich hier nicht zufrieden, sondern konzentrierten sich stattdessen auf den Druck größerer Geräte. Und das ist ihnen erneut gelungen: Mit der von den Chinesen selbst entwickelten 3D-Drucktechnologie Laser Stereo Forming fertigten sie den integrierten Fensterrahmen der Hauptwindschutzscheibe aus Titanlegierung für die Nase des im Inland produzierten Großflugzeugs C919.

Wie wäre es mit dieser Technologie? Nur durch Vergleiche können wir uns ein Urteil bilden.

Wenn wir herkömmliche Technologie verwenden würden, würde die Herstellung des Hauptfensterrahmens der Windschutzscheibe für die Nase des C919 zwei Jahre dauern und 2 Millionen Dollar kosten. Mithilfe dieser Technologie kann das Team von Wang Huaming es innerhalb von 55 Tagen zu einem Zehntel der Kosten und mit hervorragender Leistung herstellen!

Im Jahr 2015 wurde Wang Huaming zum Mitglied der Chinesischen Akademie der Ingenieurwissenschaften gewählt und war damit der erste Akademiker auf dem Gebiet der „Metall-3D-Druck“-Technologie in China.

Mithilfe der 3D-Drucktechnologie hat mein Land bei der Herstellung wichtiger Ausrüstungen wie Flugzeugen und Raketen erstmals das weltweit fortschrittlichste Niveau erreicht.

Die Umsetzung von Vorstellungen in die Realität ist eine aufregende und freudige Sache, ganz gleich, wie Sie darüber denken. Technologie verändert unser Leben. Mit der Popularisierung der 3D-Drucktechnologie erfreuen wir uns allmählich an den Veränderungen und Fortschritten, die die Technologie in unser Leben bringt.

Beitragender: Chongqing Industry-University-Research Cooperation Promotion Association Autor: Pan Fusheng, Mitglied der Chinesischen Akademie der Ingenieurwissenschaften, Professor der Universität Chongqing, Vorsitzender der Chongqing Association for Science and Technology

Rezensionsexperte: Mao Yi, Chefexperte der Chongqing Science Communication Expert Group, Professor am Chongqing Electronic Engineering Vocational College

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