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“時髦”的3D打印

點擊:556 日期:2016-11-13

3D打印,是個時髦話題。3D打印的人像、電子零部件、服裝、鞋子已很平常。這些年來,一些大型物件,像房子、汽車也能被3D打印出來。3D 打印看似無所不能,那它到底是什么呢?

3D打印是快速成型技術的一種,它是一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型,后逐漸用于一些產品的直接制造。它在珠寶、鞋類、工業設計、建筑、工程和施工、汽車,航空航天、牙科和醫療產業、教育、地理信息系統、土木工程以及其他領域都有所應用。

20世紀90年代中期,3D打印技術開始出現。它是利用光固化和紙層疊等技術,快速完成成型裝置的一種技術。它與普通打印工作原理基本相同,打印機內裝有液體或粉末等“打印材料”,與電腦連接后,通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來,最終把計算機上的藍圖變成實物。1986年,美國科學家Charles Hull開發了第一臺商業3D印刷機。1993年,麻省理工學院獲得3D印刷技術專利。2005年,市場上首個高清晰彩色3D打印機Spectrum Z510由ZCorp公司研制成功。2010年11月,美國打造出世界上第一輛由3D打印機打印而成的汽車Urbee。2011年8月,英國南安普敦大學的工程師們開發出世界上第一架3D打印的飛機。2012年11月,蘇格蘭科學家利用人體細胞首次用3D打印機打印出人造肝臟組織。2013年11月,美國德克薩斯州奧斯汀的3D打印公司設計制造出3D打印金屬手槍。2014年11月10日,全世界首款3D打印的筆記本電腦已開始預售了。2015年7月,由3D打印的模塊新材料別墅現身中國西安,建造方在三個小時完成了別墅的搭建。同一時間,美國舊金山的DM公司推出了世界上首款3D打印超級跑車——刀鋒。

從原理來講,3D打印和普通打印原理基本相同,只是打印材料有些不同。普通打印機的打印材料是墨水和紙張,而3D打印機內裝有金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的打印材料,是實實在在的原材料。打印機與電腦連接后,通過電腦控制可以把打印材料一層層疊加起來,最終把計算機上的藍圖變成實物。通俗地說,3D打印機是可以打印出真實的3D物體的一種設備,比如打印一個機器人、打印玩具車,打印各種模型,甚至食物等等。之所以通俗地稱其為打印機,是參照了普通打印機的技術原理,因為分層加工的過程與噴墨打印十分相似。

3D打印過程是先通過計算機建模軟件建模,再將建成的三維模型進行切片,完成逐層打印要求,從而指導打印機分層打印。

3D打印技術還在不斷革新。中國的3D 技術也處在世界發展前沿。相信在不久的將來,它必將改變著我們的生活和世界。
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