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3D打印未來桌面工廠

2011-04-15 09:04 來源：外灘畫報(bào) 責(zé)編：王岑

摘要：: 3D 打印機(jī)先將物品轉(zhuǎn)化為3D 數(shù)據(jù)，然后再逐層分切打印，用粉末進(jìn)行打印。粉末會一層層地被特殊的膠水粘合，按照不同的橫截面圖案固化，并一層層疊加，最終一個完整的物品就會在粉末槽成型。

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　　【CPP114】訊：從外觀上看，3D 打印機(jī)和普通的復(fù)印機(jī)并無大的不同。3D 打印的原理很簡單，它首先將物品轉(zhuǎn)化為3D 數(shù)據(jù)，然后再逐層分切打印，打印時(shí)，3D 打印機(jī)用粉末而非紙張進(jìn)行打印。粉末會一層層地被特殊的膠水粘合，按照不同的橫截面圖案固化，并一層層疊加，像做蛋糕那樣創(chuàng)建三維實(shí)體，最終一個完整的物品就會在粉末槽成型。

3D 打印機(jī)

3D 打印機(jī)

　　美國科幻作家羅伯特·希克利曾經(jīng)寫過一個“萬能制造機(jī)”的故事，故事里的人們帶著一臺“萬能制造機(jī)”飛往太空。這是一臺奇特的大機(jī)器，機(jī)身上雜亂地安裝著刻度盤、小燈和各種指示表。故事的主角之一阿諾爾德站在機(jī)器前，按下按鈕，對它響亮而清楚地說：“我要硬鋁螺帽，直徑為4英寸。”接到指令，機(jī)器發(fā)出低沉的轟鳴聲，燈光閃爍，閘板緩緩打開，眼前赫然出現(xiàn)了一顆閃光發(fā)亮已經(jīng)制好的螺帽。接著，這臺機(jī)器就像神奇的阿拉丁神燈，為他們送來了活蹦亂跳的大蝦、礦泉水、手表和沙拉醬。

　　盡管，“想要什么就生產(chǎn)什么”的現(xiàn)實(shí)還遠(yuǎn)沒有科幻小說描述的那般輕松隨意，但現(xiàn)在，通過3D打印技術(shù)生產(chǎn)小零件、食物、自行車、建筑甚至人的皮膚、腎臟等都已不再是天方夜譚，稱之為“萬能制造機(jī)”并不為過。

　　3D打印到底有多神奇？與普通的打印有什么不同？4月初，《外灘畫報(bào)》記者趕赴杭州，探訪中國第一家3D打印服務(wù)公司。3D 打印的原理很簡單，首先 3D 打印機(jī)將物品轉(zhuǎn)化為 3D 數(shù)據(jù)，然后再逐層分切，針對分切的每一層構(gòu)建，分層打印。打印時(shí)，粉末會一層層地被特殊的膠水粘合，按照不同的橫截面圖案固化，一層層疊加，像做蛋糕那樣創(chuàng)建三維實(shí)體，最終一個完整的物品就會在粉末槽里成型。

　　這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于它不需要一家工廠來運(yùn)作，小件物品可以直接由小型 3D打印機(jī)打印制作；而稍大的物品，比如自行車車架、汽車板、飛機(jī)零件、建筑零件等，

　　則需要更大的3D打印機(jī)和更大的空間。

　　《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志評價(jià)說：“偉大發(fā)明所能帶來的影響，在當(dāng)時(shí)那個年代都是難以預(yù)測的，1750 年的蒸汽機(jī)如此，1450年的印刷術(shù)如此，1950 年的晶體管也是如此。而今，我們?nèi)匀粺o法預(yù)測，3D 打印將在漫長的時(shí)光里如何改變這個世界。”

　　像做蛋糕那樣生產(chǎn)物品

　　杭州銘展網(wǎng)絡(luò)科技有限公司是中國第一家 3D 打印服務(wù)公司。4 月初，在地處杭州的銘展網(wǎng)絡(luò)公司辦公室，記者看到，那里擺放著兩臺3D打印機(jī)以及一臺專門用于烘干的設(shè)備。從外觀上看，這兩臺機(jī)器和普通的復(fù)印機(jī)并無大的不同，唯一的不同是它們打印時(shí)不用紙而是粉末。

　　機(jī)器的上半部分是個半透明的罩子，有一排控制按鈕。掀起罩子，左邊立著四盒不同顏色的墨水，右邊的工作區(qū)擺放著平平整整一疊“白紙”。然而，輕輕用手一碰，那疊“紙”上卻輕易地留下了凹痕——原來那并不是紙，卻是粉末。公司的技術(shù)總監(jiān)金濤告訴記者，那是研磨得很細(xì)的石膏粉末。

　　工作時(shí)，這些粉末會一層層地被液態(tài)連接體也就是特殊的膠水粘合，按照不同的橫截面圖案固化，一層層疊加，像做蛋糕那樣創(chuàng)建三維實(shí)體，一個完整的物品就會在粉末槽里成型。打印完成后，工作人員要處理掉物品周圍沾滿的粉末，再涂上增強(qiáng)硬度的膠水。金濤開玩笑說，“就像考古一樣。”

　　說話間，金濤在電腦中輸入一組通過3D軟件生成的模型數(shù)據(jù)，連接至打印機(jī)。那是一個鏤空毛線團(tuán)的模型。電腦將這個10厘米高的毛線團(tuán)以0.1毫米為基準(zhǔn)分為了1000層，每一層的界面數(shù)據(jù)都不一樣。再將這組數(shù)據(jù)傳送給打印機(jī)。

　　響應(yīng)信號聲過后，透過那個半透明的罩子，記者清晰地看見機(jī)器工作的場景：來回移動的金屬桿上有噴頭，在鋪好的粉末材料上，一層一層按照電腦的截面輪廓信息，有選擇性地噴射特殊膠水使粉末粘結(jié)。一個水漬樣的毛線團(tuán)底部截面輪廓清晰可見。通過逐層的疊加，毛線團(tuán)的立體輪廓逐漸顯現(xiàn)出來。金濤告訴記者，打印這樣一個 10 厘米高的物體，大約需要5小時(shí)。記者看到，在公司的展示廳里，擺放著栩栩如生的運(yùn)動鞋、造型奇特的概念自行車、各式建筑模型及魔獸世界游戲人物模型等，這些都是那兩臺3D打印機(jī)的作品。

　　據(jù)金濤介紹，目前支持3D打印的材料很多。簡單說，不同公司生產(chǎn)的3D打印機(jī)會支持不同的材料，樹脂、尼龍、石膏、塑料這些都是普遍使用的材料，隨著業(yè)界研發(fā)的不斷進(jìn)步，支持鈦、不銹鋼或鋁、鐵金屬材料的打印機(jī)也已經(jīng)出現(xiàn)。