3D打印

你好。精挑细淘，得到头条。我是徐玲。 今天我们选择两个话题，为你提供知识服务。一是阿尔忒弥斯计划的首次发射任务再次推迟，二是小米13样机曝光。 今天的第一条，是彭天放老师带来的硬科技报告。 9月3号，美国国家航天局（NASA）宣布阿尔忒弥斯计划的首次发射任务再次推迟。阿尔忒弥斯计划是继阿波罗之后的第二个人类登月计划。 你知道，人类上一次登上月球，还是在1972年，当时阿波罗17号载着3位美国宇航员完成了第16次，也是最后一次载人登月任务。从那时到现在整整半个世纪过去了，还没有人类再次登月。按照原本的安排，阿尔忒弥斯计划的首次发射是2017年，因为各种原因一推再推。现在5年过去了，结果又一次推迟发射。看来，人类想要重返月球还真是不容易。 对于推迟发射的原因，NASA称，是火箭出现了液态氢燃料的泄漏问题。这次发射使用的是一款全新的、NASA自己研发的叫做SLS的重型火箭。这次发射也是这款火箭的首飞任务。从技术上说，液态氢燃料温度很低，在加注的时候火箭会发生明显的收缩，确实容易导致燃料从缝隙漏出去。但是，花了这么多的时间和经费，这款SLS重型火箭还没能完成首飞，引发了美国国内的很多议论。 消息就是这样，来看看能学到什么知识。 与这件事形成鲜明对比的是，就在9月11号，SpaceX成功进行了第54次发射，执行任务的猎鹰九号火箭已经是第14次使用，再次刷新了火箭重复利用的世界纪录。为什么猎鹰九号的生产成本更低，而性能比NASA的火箭更靠谱呢？一个重要因素是，猎鹰九号在研发的时候，敢于大胆尝试前沿技术，比如3D打印。 猎鹰九号中用来控制液氢液氧的阀门和管道，就用了3D打印。零件可以一体成型，提高了结构强度和密封性，就不容易出现燃料泄漏问题；同时也大大降低了制造成本。 在很多人的印象里，3D打印只是用来制作塑料模型的小众技术。其实在过去几年里，3D打印无论是应用广度还是研究深度都大大拓展。我想向你重点报告一下目前3D打印技术的两大发展方向。 本质上，3D打印是一种材料成型工艺。根据材料类型的不同，可以分为结构材料和功能材料两个方向。结构材料方向，就是主要利用材料的力学性能，打印出更轻、更强、更耐用的结构。功能材料方向，就是主要利用材料的发光、放电、传热等功能特性，把这些特殊的功能材料打印成型。 先来说结构材料。刚刚提到的火箭里面用的3D打印阀门，或者植入人体的3D打印骨骼、牙齿，其中所使用的金属、陶瓷等就是结构材料。研究人员的探索方向，就是打印出更轻、更强、更耐用的结构。 比如9月1号，香港城市大学在学术期刊《物质》上发表了一篇论文。他们打印出了一种新材料，强度跟木材差不多，而密度只有木材的一半，而且还具有高延展性，能压缩将近50%，很适合作为缓冲材料，用在减震跑鞋、缓冲头盔等产品中。 他们使用的工艺也并不复杂，就是用常见的聚乙二醇（PEG）作为原材料，用3D打印加工成一种由几百微米大小的网格排布而成的立体结构。有意思的地方在于，他们把打印出来的聚合物做了二次加工。利用一种新的热处理工艺，把材料放在惰性气体中加热，让一部分材料碳化。这样，在材料内部就形成了一种由聚合物纤维、石墨烯等交叉而成的复合状态。实现了又轻又柔韧的材料特性。 再来看第二个研究方向，功能材料。很多可以发光、放电、传热的材料，化学结构都比较敏感，很容易在3D打印所需要的高温、光照条件下被破坏。所以，研究重点就是怎么优化工艺，怎么把这些敏感材料打印成型。 同样在9月1号，清华大学在《自然》杂志上发表了一篇论文，研究人员用一种叫“量子点”的材料打印出了3D模型。“量子点”是一种直径在纳米量级、颗粒状的荧光材料。现在有一种“量子点液晶电视”，就是用这种材料实现的彩色荧光。 这种量子点材料在传统的工艺中只能进行平面加工，很难构成立体结构。也就是，只能构成二维的荧光图片，而不能形成三维的荧光模型。在这篇论文中，研究人员开发出了一种全新的3D打印工艺，以几十纳米的超精细分辨率，把量子点材料加工成各种立体模型。 怎么做到的呢？要让这种材料可以被3D打印，就必须在分子层面着手，设计一种化学键机制，把量子点颗粒给“粘”起来。研究人员就在量子点颗粒的周边，添加了如同粘钩一样的化学结构。在一种特殊的激光照射下，量子点颗粒就会以纳米级的分辨率相互粘接起来。通过不断移动光的聚焦点，就可以像画画一样，在含有量子点颗粒的溶液里打印出一个立体结构。 研究人员通过这种工艺，打印了清华大学的校门、大礼堂等立体模型，它们都保留了量子点材料的荧光功能。这种技术有啥用呢？未来，可以用这种工艺来打印各种光电传感器，市场空间非常大。 你看，从高性能的结构材料，到各种独特的功能材料，3D打印正在掀起新一轮的先进制造革命。有人说，3D打印对于21世纪制造业的意义，就相当于福特流水线对于20世纪制造业的意义，带来的是颠覆性变革。对这一领域的进展，我们会为你持续关注。 来看今天的第二条。 本月华为、苹果都发布了新一代旗舰机型，米粉们也等得着急了：小米13啥时候出？有科技博主爆料说，已经见过小米13的工程机，关键参数曝光。不出意外的话，小米13将在11月份发布，它是第一款搭载最新的骁龙8 Gen2处理器的手机。 你知道，对于小米数字系列，过去一直有“买双不买单”的说法，意思是逢双号值得买，逢单号不值得买。之前小米12的性能出色，给米粉们带来了惊喜，那么小米13还值得期待吗？对此，这位博主说，“买双不买单”的经验过时了，小米从12开始，已经进入了新的阶段，从过去强调性价比，到坚定地走高端化。 去年12月份，就在小米12发布前一周，雷军发微博说：“小米高端手机正式开始对标苹果，向苹果学习。”当时，雷军把小米12的各项性能和iPhone13做了详细对比，可以预计，小米13也会全面对标iPhone14，值得期待。 消息就是这样，来看看能学到什么知识。 小米对标苹果，拥抱高端化，最常提到的一个词就是“追求极致”。正好最近雷军出了一本新书，叫《小米创业思考》，里面就提了一个问题：到底啥叫“追求极致”？按照通常的理解，追求极致差不多等于“玩命死磕”“不惜代价投入”“做到超乎想象”，或者更夸张的说法“把自己逼疯，把别人逼死”等等。 雷军说，这样的理解太浅了。啥叫“不惜代价”？啥叫“超乎想象”？没有可以衡量的客观标准，就很容易陷入自嗨。实际上，“追求极致”是有标准的，这个标准就是：找到现有技术条件下的唯一最优解。 举个例子。在还没有指纹识别和人脸识别的时代，手机厂商采用的解锁方式千奇百怪，有按键解锁、敲击解锁、笔迹解锁等等，而苹果率先采用了滑动解锁。雷军说，当时小米的研发团队一共设计了652种解锁方案，结果发现，没有一种方案比得上苹果的滑动解锁。显然，滑动解锁方案就是那个时代、在当时的技术条件下唯一的最优解，是绕不过去的。找到这个唯一最优解，才算是做到了追求极致。 再比如，雷军认为，MIUI系统在发短信这个环节就做到了追求极致。当用户需要发短信给某个联系人时，一般系统需要6步操作，而MIUI只需要3步。他们确信，没有任何竞品可以把发短信的操作步骤精简到3步以内，这就是唯一最优解。 雷军说：“我们几乎可以确信，在每一个技术世代，在产品设计方面，对应每一个品类、每一种需求，都存在一个最优解。如果你专注的领域中还没有发现公认的最优解，那么恭喜，你还有非常大的机会不断接近它，直到找到它，并建立起强大的竞争优势。” 再来看一个反面案例：什么样的投入不叫“追求极致”？ 雷军说，他在2016年时发现，小米手机的螺丝钉供应商只有一家，价格比同行贵5倍。雷军亲自跑去问这家供应商的老板，为啥你家螺丝钉这么贵？老板回答说，一是这个材质是最好的，二是工艺更复杂，在每颗螺丝钉上都刻有一个小米标识。老板还说，以前他们是苹果供应商，现在只服务于小米，因为他们的螺丝钉好到连苹果都嫌贵了，只有小米用得起。雷军听了简直哭笑不得。 负责供应链的同事不服气，问雷军说：你不是天天讲“追求极致”吗？是你说的，在用户看不见的地方，也要做到最好。乔布斯的爸爸是木匠，他做衣柜，连靠墙的背板也要用好材料；苹果做电脑，隐藏在机箱里的印刷电路板，也要设计得精致漂亮。那为啥我们用贵点的螺丝钉，就不是“追求极致”了呢？ 雷军回答说，那不一样。把电路板做得特别工整，展现的是对产品品质的“溢出式”追求，它保证了产品的整体设计和品质一定是过硬的，对用户有直接价值。而你在每颗螺丝钉上刻上小米标识，对用户有一分钱的价值吗？这是典型的自嗨。 雷军说，当你撸起袖子准备一头扎进去“追求极致”的时候，一定要问自己三个问题： 第一，我追求的极致是不是用户真正需要的？ 第二，我追求的极致是不是能成为产品的核心竞争力？ 第三，我追求的极致是不是能形成长期可持续的竞争壁垒？ 只有当这三个问题的答案是肯定的，你追求的极致是用户需要的、能够形成产品的核心竞争力和长期的竞争壁垒，才值得去做。否则，花的力气越大，离题越远。从本质上说，追求极致并不是在讲情怀，而是在投资明天的竞争力。