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《科学24小时》

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旨在向全国广大群众,特别是具有中等文化程度的广大青年,普及科学技术知识,繁荣科普创作,启迪思想,...

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3D打印 挑战你的想象力极限

2013-07-09 19:50:54

这是一场新的体验与革命,用它可以进行颠覆性的创作……

3D打印  挑战你的想象力极限

白石

家里来客人了,发现缺一把椅子,通过3D 打印机随手打印一把。突然发现自己该换一把牙刷了,10 分钟后一把牙刷就在3D 打印机中出现了。听起来像是在做梦吧?随着3D 打印机的出现,我们的这种梦想将逐步变为现实,而且在未来,人人都可以是设计师,利用3D 打印技术在家里制造出各种各样属于我们自己的个性化用品。

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个性化打印服饰

贴身的泳衣不仅可让运动员穿着更舒适,还可提高比赛成绩。美国时装设计师玛丽认为,3D 打印可以制造出更贴身的泳衣。她和合作者费瑟选择的是“选择性激光烧结”技术,以尼龙为原料,打印出用圆形薄片连接而成的新型泳衣。费瑟还编写了一个计算机程序,通过改变圆形薄片的大小、分布以及连结方式来确保泳衣的牢固及柔韧性。除了泳衣外,用尼龙还可以打印其他种类的衣服。2013 年的巴黎和纽约走秀场上,一款新式的3D 打印礼服成为人们关注的焦点。

在商店里,人们要想找到一双特别合脚的鞋子并不容易。如果利用3D 打印技术,就可以完全按照我们的脚部尺码来订制一双专属自己的鞋子了。美国一家工作室开始了3D 打印订制鞋的服务,他们打印出来的第一双鞋子是按照公司一位女职员的脚部尺寸完成的结构复杂的凉鞋,那位女职员穿上之后连称“没有任何夹脚的感觉”。从外形上来看,这双鞋子似乎比较容易断裂,实际上完全不必担心。

在不久的将来,3D 打印服饰的网络服务将越来越多。如果你家没有3D 打印机,你可以登陆相关网站,选中自己中意的服饰样式,提供自己的相关数据,3D 打印公司就可以帮你打印出合身的衣服或合脚的鞋子,并帮你快递过来。

为自己打印雕塑

想快速为自己创建一座雕塑吗?利用3D 打印照相技术可以复制出一个雕塑版的你。日本的一家公司已经推出世界上第一家3D 打印照相馆,而我国的3D 照相馆首先出现在西安。在3D 打印照相馆里,顾客得到的不再是普通的照片,而是一个和顾客外貌一样的小人偶。整个制造过程只需三个步骤,即拍照、建模和打印。

可能让人稍感麻烦的是,为了让扫描仪抓取足够的数据,顾客需要在15 分钟的时间里,保持同一个姿势,这显然需要一些毅力和耐心。15 分钟后,计算机利用抓取到的数据进行处理并得出三维模型,然后利用3D 打印机将模型打印出来,从而得到和顾客一模一样的小人偶。这种人偶通常有三种尺寸可供选择,高度为10 厘米、15 厘米和20 厘米,而价格则取决于镜头里的人数,最低售价为265 美元。

打印巧克力

英国埃克塞特大学研究人员推出世界首台3D 巧克力打印机,让人们制作出独特外形且符合自己口感的巧克力。用户可以在电脑上创作自己需要的巧克力形状,也可以到专业的网站上去下载。然后,按照配方的比例称取不同的巧克力原料进行熔化,装进打印机中的储存器,按下启动按钮,打印机就可按照你的设计开始制造巧克力了。巧克力打印机采用的是层片叠加制造技术,每层巧克力打印出来后,必须经过凝固过程,才能开始下一层打印。

目前,还有其他一些具有快速成型特质的食品可用3D 打印机来制作。比如,日本一家餐厅推出3D 打印人形棒棒糖的业务,让顾客拥有外形很像自己的棒棒糖。服务员首先用摄像头对顾客进行扫描,再将数据传入电脑并建立棒棒糖模型,然后3D 打印机就可以打印出设计好的棒棒糖。顾客可以选择把“自己”吃掉,也可以留作纪念。

打印塑料制品

美国一家名为“创意实验室”的公司推出一款廉价的家用3D 打印机,主要用于制造一些家用塑料制品。这台打印机对一层层熔化的塑料进行叠加,形成一个个立体模块。这样,它就能够生产整套彩色塑料盘、碟和碗等等。此外,它还能混合生产一些简单的在低温下能熔解的合金组件与电路。

这款家用3D 打印机生产的物品长宽高均不超过40 厘米。不过,大件物品可以先将其分割成一个个的小部件来生产,然后再进行简单的组装。而对玻璃制品、复杂的部件,例如要耐高温的微芯片等就无能为力了。不过,该打印机不能生产的零部件却很容易买到。比如,想要自己做一台数码相机,塑料机身可以自己打印,相机的镜头和芯片可以单独购买。有了这台打印机,家里的各种小型塑料制品就可以变得与众不同了。

打印自行车

英国科学家采用层片叠加制造技术,首次使用尼龙粉末打印出了一辆功能完备的“空气自行车”,其坚固程度与钢铁或铝制自行车不相上下,但重量较之轻65%。科学家们首先使用电脑辅助设计软件设计出了“空气自行车”的模型,然后将设计图纸发送给一台打印机,通过逐层叠放熔化的尼龙粉打印出了这辆自行车。

以往的自行车都是由一个个部件组装而成的,包括齿轮、脚蹬、轮子等等,但是“空气自行车”的所有零部件都是一次性打印出来的,无需经过组装工序就可以活动自如。听起来似乎不可思议,但3D 打印确实可以达到这种效果。制造商还可以根据用户的身材在电脑中修改数据,以便制造出一辆让用户骑行更省力的个人专属“空气自行车”。

3D 打印机不仅可以打印自行车,而且连停车架也可以打印。在美国纽约的阿斯特广场就出现了一批利用3D 打印的停车架。这些架子形状各异,让人倍感新奇。纽约市交通局鼓励市民把自己设计的停车架上传到网上,然后经专业设计师对创意进行修改并进行三维建模,就可以利用3D打印机和热塑塑料把它们打印出来。

3D 画笔

或许不少人觉得3D 打印有些麻烦,不仅需要电脑和3D 打印机,而且还需要操作者能熟练应用一些软件。要是自己随手画的东西也能变成真的,那该多好。记得中国神话故事中有个人物叫神笔马良,他画的东西都可以变成真的。美国一家公司新推出的3D 画笔就是现代版的神笔,能让人们随手画出的东西变成物品。这种3D 画笔的名称为3D 涂鸦笔,售价只有32 美元,算得上物美价廉了。

这款画笔使用的原料是固体的ABS 塑料粉末。接上电源后,画笔中的电热丝会把塑料粉末加热成液态物质。用这款3D 画笔作画时,笔尖流出的是液态塑料“笔墨”,它很快在空气中冷却成坚硬的固体,画出来的东西就以立体的形式呈现在我们眼前。目前,该公司已经为艺术家提供了一些3D 画笔,让他们任意发挥。

3D 打印自动售货机

由于3D 打印机的造价还比较贵,要在近几年实现家用还很不现实。因此,美国一家公司开发出3D 打印自动售货机。你可以把自己设计的产品,或者从网络上下载的3D 模型,通过电子邮件发送给3D 打印服务公司的自动服务系统,然后到离家最近的3D 打印自动售货机上输入打印密码,你需要的物品就自动打印出来了。如果你没有观看打印过程的兴致,还可以选择让公司把你需要打印的物品邮寄或快递到你家。


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