3D 列印再突破!玻璃陶瓷新技術問世,深具光學航太潛力

各位讀者對 3D 列印的印象是什麼呢?大部分應該直覺想到各式各樣的塑膠 3D 列印品吧!但其實 3D 列印的材質相當廣泛。最近在「玻璃」與「陶瓷」兩個一般認為很易碎的材料,就在技術上有相當大的突破,並能廣泛運用在光學與航太用途上!
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各位讀者對 3D 列印的印象是什麼呢?對大部分人來說,應該直覺就是想到 ATOMFlux 或是 XYZprinting 等用塑膠原料,加熱印出的 3D 列印模型吧!的確在大多人的生活中,多半還是最常看到塑膠、樹脂等材料。但其實紙張、食物、金屬,甚至到藥品、美妝或混凝土都大量被使用在工業用途上。而在 2015 年末與 2016 年初交際之餘,「玻璃」與「陶瓷」這兩項我們印象中易碎的材料也有新技術問世,可算是這個時間點 3D 列印技術最大的突破了!

MIT 的新技術:玻璃「縫紉機」

先前 2015 年 8 月麻省理工學院媒體實驗室 (MIT Media Lab) 就已研發出以玻璃為素材的 3D 列印技術,透過特殊設計的加熱窯環境與噴嘴,能用類似傳統塑膠 3D 列印的方式將玻璃「印」成自己想要的形狀。不僅如此,HP 也正在從事相關的 3D 列印玻璃研發工作。

而 MIT 最近與數學家 Pierre Thomas Brun 合作,借重其流體動力學的專長研發出了新的「熱熔玻璃縫紉機」技術,透過精心設計的數學模型,以螺旋狀印出一條一條的環狀或波浪狀的「玻璃束」,再由這些玻璃束組成更複雜的 3D 物體。

▲環狀的玻璃束結構可讓 3D 列印玻璃成品強度大增,Photo Credit: MIT Media Lab

Brun 博士並表示這樣的新技術,其實概念上比較接近縫紉用一條一條線組成布料,所以才用「縫紉機」(sewing machine) 命名。跟過去直接堆疊的方式列印,這種技術可以讓不同層的玻璃束以更複雜的方式結合,估計能有效增強玻璃 3D 列印製品的強度,並可以運用在雕刻或者其他 3D 列印的相關應用上,預計能改善光導纖維的製程與降低成本。

▲影片示範比起傳統推疊列印法,環狀玻璃束結構更強

強度高達舊技術 10 倍!深具航太價值的 3D 陶瓷列印

比起玻璃,陶瓷的 3D 列印技術其實發展的更早,目前市面上已經有用高壓噴出瓷粉,再上黏結劑最後進窯燒出成品的機型出現了,像曾在鶯歌陶瓷博物館展出的 HDfab 就屬這一類。不過,過往用陶瓷粉的 3D 陶瓷列印成品大多在經過加熱手續時,很容易因密合度不夠產生裂縫。但現在由美國 HRL 實驗室開發的新材料技術,可以有效解決這個問題。

HRL 實驗室是由波音與通用汽車聯合出資的公司,專門針對航太與交通工具研發新型材料。這次他們發明出了一種由矽、氮與氧組成的 新陶瓷聚合材料 (preceramic polymers),做為 3D 列印機的印出材料。這種材料製成的成品再經過加熱後,就會直接轉變成結構相當細緻的陶瓷。

▲新的陶瓷列印成品可承受攝氏 1700 度以上的高溫,相當具航太科技價值

這種技術不但可以避免產生裂縫的缺點,讓強度達到舊有技術的 10 倍,並能讓成品承受 1700 度以上的高溫,對已經廣泛運用陶瓷材質的航太產業來說無疑深具意義。甚至美國國防高等研究計劃署 (DARPA) 已經與該公司簽訂合約,用以開發火箭、飛機、衛星或太空梭的零組件上。

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Akamai 服務上新,於邊緣處推動快速創新

Akamai EdgeWorkers 為開發團隊提供豐富功能和工具來創建新的微服務,利用 Akamai 提供的 25 萬台分佈式服務器組成的網絡,在邊緣執行安全而快速的計算,並在邊緣暫存內容,以實現快速交付。
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在雲計算技術還沒有大規模普及前,絕大部分企業和組織都需要自建數據中心,或通過託管的方式來部署自己的硬體基礎架構,並在此基礎上為員工和客戶提供服務。取決於業務或其他方面的諸多要求,此時需要部署的數據中心可能有很多個,並廣泛分佈在不同地區,藉此為客戶提供流暢的體驗,並透過多個數據中心保障連續性。在發展的過程中,隨著「雲端」的出現,讓各個組織的計算開始集中。

而當在線直播、無人駕駛、智能家電、物聯網等應用開始陸續深入我們的工作和生活,情況又不同了。以往透過雲平台集中運行和服務的模式,因為距離導致的網絡延遲已經對用戶的使用體驗產生極大影響。為了提供更敏捷、靈活、快速、可靠的體驗,企業需要從最貼近用戶的地方提供服務。因此,邊緣計算就成為最有效的解決方法。

透過將數據的收集、分析和處理等工作,由「雲中心」重新分散到最接近用戶的邊緣位置,企業可以就近為用戶提供服務,通過延遲更低的響應打造更出色的用戶體驗。

「無服務器」的出現,帶來計算方式的革新

以前,當組織需要上線一套業務系統時,首先需要採購並部署相應的服務器硬體,並且要負擔服務器日常運維過程中的管理、維護、補丁安裝、配置等繁瑣任務。

上雲前,組織需要在自己的數據中心,以硬體服務器的方式執行這一系列工作;上雲後雖然簡單許多,但依然需要面對雲服務商提供的虛擬服務器,從本質上來看相關負擔仍相當繁重。

無服務器(Serverless)技術的出現,讓組織可以在不需要考慮服務器的情況下,構建並運行由微服務構成的創新式應用程式與和服務。藉此不僅可以省略基礎架構管理任務,還能為幾乎任何類型的應用程式或後端服務構建無服務器應用程序,更方便、靈活地構建出具備極高可用性的應用。

Akamai EdgeWorkers :為創新賦能

Akamai EdgeWorkers 為開發團隊提供豐富功能和工具來創建新的微服務,利用Akamai 超過 25 萬台分佈式服務器組成的網絡,在邊緣執行安全而快速的計算,並在邊緣暫存內容,以實現快速交付。

當開發團隊在邊緣開啟代碼時,他們會將數據、見解和邏輯推送到更靠近最終用戶的位置。Akamai 的高性能、可擴展式實施模型,可確保數據和計算不會被延遲問題困擾,進而避免對數字化體驗產生負面影響。

在該服務幫助下,開發者可直接在 Akamai 的全球分佈式平台上快速、迭代地創建和部署新服務,以解決問題和自定義交付。

長期以來,Akamai 在邊緣計算的創新和成功實施皆具有優勢。自 1998 年起,便開始為 Akamai 內容交付網絡(CDN)的客戶推出自定義交付邏輯,其他里程碑還包括 2001 年的 Edge Site Includes 、2002 年的 Edge Java 以及 2014 年的 cloudlet 應用程式。

目前, Akamai 在全球擁有超過 4100 個入網點,為 EdgeWorkers 用戶提供出色的邊緣基礎架構規模和範圍,開發人員可以在靠近最終用戶和他們的數字化接觸點的地方部署代碼,以實現盡可能低的延遲。EdgeWorkers 同樣獨立於雲,客戶可以選擇利用 CDN 供應商或雲供應商平台上的無服務器計算功能。在 Akamai 幫助下,客戶可以在整個混合雲或多雲環境中部署單一的無服務器計算平台。

更多相關資訊:https://www.akamai.com/solutions/edge

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