136期 3D列印<br/>印出未來生產線

136期 3D列印
印出未來生產線


專題文章


【特別報導】
30 第三次工業革命文/豪斯曼(Ricardo Hausmann)
材料新用已不夠摩登,驅動技術革命的不再是能源。製造業如何利用更少能源,在更少材料中持續加入更多資訊,來重建物質、乃至世界的新秩序?就是第三次工業革命的精神。但新秩序的樣貌為何?我們如何建立新秩序的技術,以及新技術所需的能源?
【特別報導】
32 我的機器人老闆文/波恩(David Bourne)
利用自動化機器改善生產效率,讓機器人專精於某項特殊功能,而由人類組織並設置生產線,這樣的歷史超過半世紀。隨著客製化製造業的興起,供應商必須根據訂單生產小批量的產品,這種做法耗時又費力。美國卡內基美倫大學機器人研究所的工程團隊,研發出四公尺高的單臂焊接機器人「噴火者」。噴火者的同事是位剛取得碩士學位的職場新鮮人,兩人可在最短時間內焊接好一具車架,聯手打敗一群老經驗的專家。負責發號施令的不是別人,是噴火者……
【特別報導】
36 未來材料文/艾胥利(Steven Ashley)
棉花纖維可以防火?建築不再用水泥灌漿,而是將捲成圓柱狀的水泥布鋪設在任何地方,只要解開鋪平、灑水、乾掉後就成水泥塊?新型奈米管電池重複充放電超過6000次,還能保有85%原始電池容量?從植物組織分離純化出來的木質素,可做為無毒塑膠的基材,取代化學物質雙酚A,用於塑膠製品、食物罐頭或嬰兒奶瓶中。七種你意想不到的材料,將澈底改變世界!
【特別報導】
38 罐頭食品不再殘留雙酚A文/鄭靜琪
【特別報導】
40 3D列印你的夢想文/格內麥爾(Larry Greenemeier)
傳統製造是從一大塊的材料、雕琢出可用的部份;3D列印則是一層層疊出物件,精準的加法製造。美國國家情報委員會去年11月提出一份報告「2030年全球趨勢:不同的世界」指出:2030年之前,3D列印可能取代特定的傳統量產製程,像是鑄造、造模、切削,尤其是那些生產時程較短或專注在客製化產品的製造商,而隨著技術擴展到大眾市場,它也將顛覆傳統製造業。
【特別報導】
44 下一個主流技術文/黃俊弘、胡竹生、張所鋐
全球正邁入第三次工業革命「數位化製造」,最重要的觸媒就是3D列印,從早期成功案例多為塑膠材料,到目前已經進展至金屬材料、陶瓷材料,甚至透明玻璃材料;應用範圍也不再局限模型製造。3D列印技術十年內將成為製造業主流技術之一,但它必須先克服「3F」的技術挑戰……
【特別報導】
46 多元、複合的加法製造採訪/鄭靜琪
桌上型塑料擠出式的3D印表機過去屬於昂貴的專業設備,經過全球共同發展,如今已成為1000美元就可擁有的消費型產品。當3D列印不再只限於原型製作,而能直接製造出產品,例如可用於生產客製化的牙套或齒模,這才是第三次工業革命的真正精義!
【特別報導】
48 奈米生產線文/羅可(Mihail C. Roco)
過去數十年,工業生產代表著長長的生產線,由眾多工人共同打造巨大的物件,如汽車或飛機;或較小較複雜的物件,如藥品、電腦和智慧型手機。未來幾年,人類可望進入重要的新紀元,不僅能在製造產品時融入奈米技術,更能生產出本身就是奈米尺度的產品。
【特別報導】
50 在電腦裡組裝產品文/邁爾茲(James D. Myers)
越來越多產品研發是在位元的世界中進行,工程師在做出任何實體產品之前,會先用電腦設計、測試、調校甚至展示新點子。「數位生產」的尖端科技,讓企業在製作產品原型前,就能先澈底「試用」一番!
【神經科學】
52 變形蛋白種下失智症文/華克(Lary C. Walker)、朱克(Mathias Jucker)
失智症的最新研究顯示,患者腦中堆積的蛋白質斑塊,與造成狂牛病的普恩蛋白相當類似。普恩蛋白是神經細胞內原本正常的蛋白質摺疊錯誤的變體,這種畸形蛋白質會使其它正常的蛋白質也變得畸形,造成大破壞。不過,類普恩蛋白疾病並不會人傳人。了解這些蛋白質如何扭曲成錯誤形狀,又如何促使其他蛋白質也發生類似變形,失智症防治之路或許可以預期。
【行星科學】
60 變貌中的火星文/麥克尤恩(Alfred S. McEwen)
從2000年,美國航太總署發佈新聞指出,火星全球探勘者號確認火星表面的溝渠意味著液態水的源頭後,在火星上發現水已是屢見不鮮的新聞,這件事甚至成了行星科學家之間的笑話:「恭喜!恭喜!又在火星上發現水了——你是第1000名!」然而,火星表面一直在變動,真是因為有水在流動嗎?2010年一個尼泊爾到美國留學的大學生加入了HiRISE計畫,在火星溫暖坡面上所發現的最新特徵,顯示另有原因,而謎底或許將在第1001個「又在水星上發現水了」的新聞中揭曉!
【行星科學—華人視界】
68 在火星覓水行舟文/葉永烜
【新興疾病】
74 貓殺了海豚?文/所羅門(Christopher Solomon)
偵探故事的開端,通常都是從一通電話鈴響開始。打電話來的是一名生物學家,他發現了一具屍體。幾天後他發現另一具屍體再度來電。不久之後,電話接連打來,「最多的時候,一天可以接到四通。」米勒回憶著,隨著屍體越堆越高,疑問也越來越多。米勒是野生動物病理學家兼獸醫師,被發現的是加州海獺的屍體,在這場可怕事件中,共有超過40頭生病或即將死亡的海獺被沖上海岸。米勒花了好幾天的時間解剖,許多海獺在死亡前都因癲癇發作而抖動……
【兒童發展】
80 孤兒淚文/尼爾森(Charles A. Nelson III)、福克斯(Nathan A. Fox)、齊納(Charles H. Zeanah, Jr.)
為了提升國家生育率,共產獨裁者希奧塞古1960年代的錯誤政策使得羅馬尼亞在1989年產生了超過17萬名孤兒,但這也提供了一次前所未有的機會,讓研究人員可以探究在公立孤兒院的成長過程如何影響兒童心理和神經生理反應。研究人員追蹤比較了孤兒院孩童、寄養家庭孩童以及從未進過孤兒院的孩童……
【能源科技】
86 石油貴在哪裡?文/英曼(Mason Inman)
石油越來越貴,背後決定性因素在於取得能源的方式,國際能源總署警告,油價已經漲到威脅經濟成長的「危險價位」。很多專家都說,能以便宜方式開採的高品質化石燃料正在減少,全世界不得不把目標轉向生產成本較高的能源。這意味著,廉價能源時代已經結束了。
【人類演化】
90 你我都是混種人文/哈默(Michael F. Hammer)
長久盛行的人類起源學說認為,智人發源於單一地點,而後取代尼安德塔人。最新研究證據顯示,人類祖先出走非洲後,沿路與其他古人類物種混血,終成現代智人,線索就來自你我身上的DNA。
【生物化學】
96 鏡像分子
蛋白質的組成單元胺基酸,就和我們左右手一樣有著兩種型式,互為鏡像。過去科學家認定,左旋胺基酸在高等生物的生命中具有優勢,負責執行細胞的活動,只有細菌才使用右旋胺基酸。不過自然界充滿許多意想不到的意外,科學家近年來發現,龍蝦用右旋胺基酸來啟動交配行為,秘魯原住民獵人把它當成迷幻藥,最有趣的是右旋胺基酸竟成為令人期待的疾病新療法,包括囊腫性纖維化、精神分裂症和黃斑退化。

新聞掃描


15 螞蟻入侵!文/費森敦(Marissa Fessenden)
16 心理疾患生理佐證文/賈布爾(Ferris Jabr)
17 太空中的蝌蚪文/克洛斯威 (Ken Croswell)
17 愛滋寶寶不絕望文/費森敦(Marissa Fessenden)
18 光纖監測守護橋樑安全文/呂怡貞
18 一口吃下最細微的粒子文/比艾羅(David Biello)
19 太空船競賽文/沙爾夫(Caleb A. Scharf)
20 認真的物理學喜劇採訪整理╱凡斯(Erik Vance)
20 吃得好不好?細胞告訴你文╱費森敦(Marissa Fessenden)
21 防範小型隕石撞擊地球文/麥森(John Matson)
22 嘿!有人在家嗎?文╱麥森(John Matson)
22 扮豬吃老虎文/魏德(Alex Wild)
23 追蹤鮪魚文╱費森敦(Marissa Fessenden)
23 導航系統給你好心情文/費森敦(Marissa Fessenden)
24 是的,我們是親戚文/黃凱特(Kate Wong)
24 地熱能源指南文/佛格森(William Ferguson)

華人視界


【科學人觀點】
【形上集】
【網路不打烊】
【不可勝數】
【生物手記】

專欄文章


【專家看新聞】
100 世界是平的,但很複雜文/韋斯特
【資訊世界】
102 微影片的奇異魔法文/波哥
【健康與科學】
104 益菌除口臭文/富蘭克林
【真真假假】
106 槍械科學文/薛莫<
【反重力思考】
107 雞肋番茄文/米爾斯基
【在家玩科學】
110 你的反應有多快?
【圖表會說話】
112 性別的鴻溝

編輯部製作


【總編輯的話】
【讀者論壇】
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