3D打印農(nóng)業(yè)方面的發(fā)展現(xiàn)況

農(nóng)耕是一項(xiàng)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(nóng)業(yè)大國，如何制作出有效的農(nóng)具，提高農(nóng)作物種植生產(chǎn)效率，是一個很迫切的問題，南極熊之前報(bào)道過幾例通過3D打印技術(shù)來改進(jìn)農(nóng)具的案例，3D打印機(jī)最大的優(yōu)勢體現(xiàn)在產(chǎn)品研發(fā)和試驗(yàn)階段。長期以來，由于農(nóng)業(yè)機(jī)械工作對象的復(fù)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(fù)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(yùn)用3D打印技術(shù)，無需開模具，可以把制造時(shí)間降低。
美國農(nóng)業(yè)科學(xué)家3D打印捕蟲器以防治蟲害
逼真微縮3D打印模型助農(nóng)業(yè)設(shè)備公司完美展示生產(chǎn)線

北京市中農(nóng)富通園藝有限公司（以下簡稱“中農(nóng)富通”）是一家以中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院、北京市農(nóng)林科學(xué)院、北京農(nóng)學(xué)院等科研院校為技術(shù)依托的農(nóng)業(yè)高科技企業(yè)。同時(shí)，也是國內(nèi)最早投入農(nóng)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(nóng)業(yè)農(nóng)產(chǎn)品展覽會上，中農(nóng)富通展出的“3D生物打印機(jī)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(jī)和精密運(yùn)動控制，2013年他首先將直線電機(jī)技術(shù)應(yīng)用于3D生物打印領(lǐng)域。2015年10月份由國家863項(xiàng)目支持，周惠興及四川藍(lán)關(guān)英諾聯(lián)合研制的首臺3D生物血管打印機(jī)問世。同時(shí)，他開始將3D打印技術(shù)應(yīng)用于不同的工業(yè)領(lǐng)域。

2013年，周惠興在學(xué)校組織的一次會議上聽同事說到，我國的農(nóng)機(jī)裝備造價(jià)高昂，工藝復(fù)雜，不能很好的滿足我國農(nóng)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(shù)完成農(nóng)機(jī)裝備的復(fù)雜部件制造工作。由此，周惠興開始了農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的3D打印技術(shù)研究。2015年，通過同校老師的推薦，中農(nóng)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(nóng)富通3D打印技術(shù)的研究顧問。并且在2016年年初，中農(nóng)富通正式撥款啟動研發(fā)項(xiàng)目，中農(nóng)富通負(fù)責(zé)3D打印項(xiàng)目的工作人員說：“目前，公司主要在農(nóng)機(jī)裝備、園藝觀賞、食品等三個方面進(jìn)行研究。食品的3D打印尚未成熟，但是農(nóng)機(jī)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(jìn)行定制化打印，這樣會更符合市場一些。尤其是農(nóng)機(jī)裝備零部件的打印更是如此。”中農(nóng)富通將為農(nóng)機(jī)及國內(nèi)創(chuàng)新教育領(lǐng)域提供3D打印技術(shù)服務(wù)。

3D打印改變農(nóng)機(jī)制造
農(nóng)業(yè)機(jī)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(nóng)藥等，由于它們品種繁多、形狀復(fù)雜、物理機(jī)械性質(zhì)多變并且軟弱易傷，所以為滿足各項(xiàng)作業(yè)的農(nóng)業(yè)技術(shù)要求，農(nóng)業(yè)機(jī)械的研發(fā)相當(dāng)復(fù)雜。同時(shí)，農(nóng)業(yè)機(jī)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(gòu)成和耕作制度的差異，造成了農(nóng)業(yè)機(jī)械的多樣性。使得農(nóng)業(yè)機(jī)械研發(fā)項(xiàng)目必然種類繁多、研發(fā)面廣、成本高。

長期以來，由于農(nóng)業(yè)機(jī)械工作對象的復(fù)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(fù)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(yùn)用3D打印技術(shù)，無需開模具，可以把制造時(shí)間降低。周惠興認(rèn)為，3D打印可以改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程和制作工序。在設(shè)計(jì)方案綜合比較時(shí)，運(yùn)用3D打印直接打印出設(shè)計(jì)模型，不僅可以直觀地進(jìn)行結(jié)構(gòu)方案比較，而且還可以多角度進(jìn)行技術(shù)分析。

隨著汽車模型的旋轉(zhuǎn)，周惠興說到：“在樣機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，傳統(tǒng)方法主要考慮生產(chǎn)工藝能否實(shí)現(xiàn)，而運(yùn)用3D打印，將會顛覆這一設(shè)計(jì)思路，樣機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)不再過份考慮生產(chǎn)工藝問題，而可以進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在復(fù)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(yùn)用3D打印無需模具，就可以短時(shí)間制造出實(shí)際零件出來。”

山西省農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院副院長裴進(jìn)靈曾公開表示，一些好的設(shè)計(jì)理念，無論其結(jié)構(gòu)和工藝多么復(fù)雜，均可利用3D打印技術(shù)，短時(shí)間內(nèi)制造出來，從而極大地促進(jìn)了產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，有效克服我國農(nóng)機(jī)工業(yè)設(shè)計(jì)能力薄弱的問題。

對于3D打印應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械研發(fā)中，對農(nóng)機(jī)設(shè)備產(chǎn)生的影響。裴進(jìn)靈將其概括為四個可以：可以使設(shè)計(jì)模型更加直觀，設(shè)計(jì)更有效率；
可以使研究中零件的三維實(shí)體設(shè)計(jì)更容易變?yōu)閷?shí)物，提高研究階段效率；
可以使樣機(jī)試制更快捷地完成，縮短樣機(jī)試制周期；可以為田間試驗(yàn)故障零件，短時(shí)間改進(jìn)、制造、替換；
可以快速更改技術(shù)細(xì)節(jié)，提高生產(chǎn)效率。

挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的3D打印食用技術(shù)

大眾究竟如何看待食品3D打��？澳洲研究人員告訴你答案
【綜合性好文】食品3D打印，噱頭還是機(jī)遇？
3D打印技術(shù)除了在農(nóng)機(jī)方面的應(yīng)用，3D食品打印也正以迅雷不及掩耳之勢刷新人們的認(rèn)知。2017年1月12日，南極熊獲悉，國內(nèi)智慧商用3D打印技術(shù)引領(lǐng)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(tuán)隊(duì)是由十余名清華大學(xué)校友聯(lián)合構(gòu)建的。這家專注于構(gòu)建極致3D打印體驗(yàn)與閉環(huán)生態(tài)的高科技企業(yè)，立志成為3D打印領(lǐng)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(jī)。目前主要產(chǎn)品包括Neobox、NeoboxO、三弟畫餅煎餅打印機(jī)等硬件、NeoboxOS操作系統(tǒng)以及3D打印工廠APP。

目前，Neobox已經(jīng)應(yīng)用于全國范圍內(nèi)的各行各業(yè)，尤其在教育領(lǐng)域，中關(guān)村二小、張家港外語學(xué)校、江西省科學(xué)院、中國科技館等都在借助Neobox積極推進(jìn)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(lǐng)域的代表性品牌，多次被央視報(bào)道，并獨(dú)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(jī)。

與此同時(shí)，由于3D打印技術(shù)釋放了各種設(shè)計(jì)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(shù)性和創(chuàng)造力的餐盤上了頭條雖說3D打印食物這一項(xiàng)技術(shù)發(fā)展迅速，然而主流消費(fèi)者似乎并不買賬�？芭嗬�大學(xué)的研究員DeborahLupton和BethaneyTurner做了一項(xiàng)關(guān)于3D打印食品前景的調(diào)查。調(diào)查結(jié)果顯示，被調(diào)查者沒有一個人聽說過3D打印的食物。

大多數(shù)參與者認(rèn)為3D打印過程有點(diǎn)像轉(zhuǎn)基因，尤其當(dāng)實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的肉類也被用到打印過程中的時(shí)候。在一個宣揚(yáng)自然和有機(jī)的社會思想中，人們對從3D打印機(jī)里生產(chǎn)出來的食品多少會有些擔(dān)心，他們認(rèn)為這個生產(chǎn)過程“不自然”。

周惠興說：“其實(shí)3D打印食品目前在我們國家并不太普遍，技術(shù)上也處在實(shí)驗(yàn)和研發(fā)階段，這個過程的普及可能需要幾年的時(shí)間。但要相信3D打印出來的食品，是可以消費(fèi)的。我們正在和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院一起研究可根據(jù)消費(fèi)者情況而自動配置營養(yǎng)成分的食品打印機(jī)，未來它將成為一個普通的家用電器為普通百姓服務(wù)。對于3D打印，目前需要大量專業(yè)人才，為此，我們和中農(nóng)富通聯(lián)合成立了一個培訓(xùn)班，專門培養(yǎng)3D打印方面的人才，因?yàn)椋�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(jìn)行著，對于農(nóng)業(yè)3D打印的未來，他認(rèn)為很樂觀，周惠興說：“去年，李克強(qiáng)總理專門召集相關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)學(xué)習(xí)3D打印便是很好的證明�！蹦壳�，周惠興團(tuán)隊(duì)也可以為大中小學(xué)提供3D打印創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面的服務(wù)工作，從中小學(xué)開始培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)方面的人才。他們還設(shè)計(jì)了3D打印玩具賽車項(xiàng)目，以便讓更多的人，尤其是年輕人理解3D打印技術(shù)，并投入到這一未來的先進(jìn)制造項(xiàng)目領(lǐng)域。


來源：中國農(nóng)村科技