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无所不能!3D打印全解密

2013-03-21 来源:大公科技综合

无所不能!3D打印全解密

1/7)什么是3D打印?

3D打印技术,是以计算机三维设计模型为蓝本,通过软件分层离散和数控成型系统,利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结,最终叠加成型,制造出实体产品。与传统制造业通过模具、车铣等机械加工方式对原材料进行定型、切削以最终生产成品不同,3D打印将三维实体变为若干个二维平面,通过对材料处理并逐层叠加进行生产,大大降低了制造的复杂度。这种数字化制造模式不需要复杂的工艺、不需要庞大的机床、不需要众多的人力,直接从计算机图形数据中便可生成任何形状的零件,使生产制造得以向更广的生产人群范围延伸。

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                               2/7) 原理:类似蚕的吐丝结茧
    对于3D打印机的工作原理,郭峤打了一个形象的比喻:蚕吐出很细的丝,一层一层把自己包裹起来,就形成了一个“立体”的茧。虽然目前材料和工艺不一样,但3D打印的基本原理都是根据要打印的物体形状,通过一层层地堆积而成。比如塑料材质,就是将塑料加热后,形成塑料丝,然后将塑料丝一层一层地堆起来,就形成了三维物品;还有一种是用激光照射光敏树脂或者金属粉末,形成固体后堆积起来变成三维物品。

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3/7) 3D打印要进入“复制-粘贴”阶段了?
    4年前,在奥斯汀的SXSW大会上,一家名为MakerBot的创业公司展示了首台桌面3D打印机——外观简陋,但能吐出塑料小玩意儿的机器,引起了极大轰动。4年后,这家成功的3D打印机制造商再度来到SXSW大会做开幕演讲,并展示了首个桌面3D扫描仪的原型,这让他们在今天再次成为媒体的焦点。

最近1年来,3D打印的门槛确实在不断降低,尤其是众多价格低廉的机型的出现和普及。爱好者们也利用3D打印机,创造从衣服到枪支在内的一切物件。但是3D建模的难度仍然是最大的门槛之一,对那些CAD(computer-aided design,电脑辅助设计)的门外汉来说,要用3D打印机创作一个完美的物品,仍可望不可及。而MakerBot这台3D扫描仪瞄准解决的就是建模难题,它将物理世界中的物品数字化,作为3D打印机的补充组合。
    根据他们官方的介绍,这台名为“Digitizer”的扫描设备,有一个可以旋转的平台,只要将物品放到平台上,激光仪和摄像头的组合就能采集到数据,并生成一个可用于打印的数字文件。这个文件可被拿去3D打印机上做个一模一样复制品。
   这个3D扫描仪将于今年秋季进入市场,目前还未公布具体的售价,但参考MakerBot打印机的售价,2000-3000美元会是个非常可能的价位。看来3D打印也很快即将要进入了“复制-粘贴”阶段了。
 

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                               4/7)3D生物打印技术能造出人体器官吗?
    2010年,美国生物技术公司奥根纳瓦和澳大利亚医药公司茵维泰克携手研制出了全球首台商业化的3D生物打印机,与传统的喷墨打印机不同的是:3D生物打印机使用的是含有活体细胞的“生物墨水”——在打印过程中,它首先用“生物墨水”打印出一层细胞组织架构,而后依照3D数字模型,将一层层的细胞组织架构进行叠加“喷涂”,最终形成所需要的生物器官或活体组织。
    作为一项具有开创性意义的技术,3D打印技术必将对整个医疗行业带来深远影响。目前,全球每年等待器官移植的患者数量惊人。美国每年有超过6500人因未能及时得到捐赠的器官而死亡。此外,即便得到了捐赠的器官,患者在接受移植手术后也会出现不同程度的排异反应。如果3D生物打印技术真能造出人体器官,就有望解决这样的问题。

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5/7)3D打印:第三次工业革命?

     每周三下午,位于北京DRC工业设计创意产业基地的中国首家“叁迪网3D打印照相馆”里,总是人头攒动,他们都是慕名而去体验“3D照相”的。本周三,记者也踏入了这个充满了新奇的地方。叁迪网彩色3D照相馆的运营负责人邵漠宇向记者介绍了工作的流程,模特摆好造型后,3D摄影师用一个鞋盒大小的三维扫描仪全方位扫描数据,大约15分钟后,从电脑里便可以看到一个完整的立体人像,再经过几个小时的数据处理,就形成了3D模型,此时工作人员把软件里的三维人像传送到一台3D打印机里,3D打印机便迅速进入工作状态,开始逐层往上堆积材料,60分钟后,一个色彩鲜艳且与真人一样的立体模型出来了。

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6/7)3D照相馆里运用的技术,正是3D打印技术和数字化三维扫描技术的结合。在这里,还陈列着极具特色的手机座、自行车链条、表情各异的人物模型、3D游戏里的人物角色、个性花瓶……与市场上出售的类似物品相比,它们的唯一区别是,它们都是直接打印出来的。站在精美的物品前,人们不无感慨:3D打印,就这样猝不及防地来到了我们生活中间。 

无所不能!3D打印全解密

7/7)这个被英国《经济学人》杂志称为“将带来第三次工业革命”的数字化制造技术,在成为“伟大”之前,还有很多需要改进的地方,比如材料的单一性、打印物品的精度不够以及成本的高昂等,但可以预见,越来越多的人将更加容易地打印出一份“自己”。或许,随着3D打印消费时代的到来,3D将真正改变人们的生活方式正如多年前的电脑那样。(综合:北京晚报 pingwest.com 人民日报;图片来源于网络)

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