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《少年科学画报》

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3D打印机

2012-10-25 11:17:35

三维打印机

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我们都知道打印机的功能,也知道“3D”电影的视觉效果,但听说过“3D打印机”吗?这可是中非常有意思也非常有用的技术,我们一起去见识一下吧!

 

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名字的由来

科学家们为了缩短产品的开发时间,一直在寻找一种使材料快速成型的办法。为此,发明家恩里科·迪尼设计了一种可以“打印”出真实物体的设备——三维打印机。

之所以称之为“三维打印机”是因为这项技术参照了普通打印机的设计,加工的过程和喷墨打印机的原理十分相似。不过,三维打印机会打印出很多片层,并把片层依次叠加起来,固定成一个立体产品。

 

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先要有“面包片”

要想打印出立体产品,打印前必须先有产品的三维模型才行。建立三维模型有两种主要途径:一种是用扫描仪对已有的物品进行扫描,然后利用得到数据在电脑上画出三维结构;另一种是用软件直接画出三维模型。后一种方式可以满足我们自由创作的需要。无论想打印什么,只需要发挥自己的想象力画出来就可以了。

有了三维模型后,下一步就是把这个模型进行“切片”处理,得到许多个类似切片面包的“片层”。当然,这些“片层”要比切片面包薄得多多了,其厚度比头发丝还要细一点儿。有了“片层”的数据,就可以逐一打印它们了。

 

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特殊的材料和方法

打印时,还要选择好打印材料和方式。这是很关键的一步,因为它直接关系到产品的性能。例如,用激光固化光敏树脂法(SLA)可以打印出精准、表面光滑的产品。这种方法所用的材料是光敏树脂,通过计算机控制紫外激光石器逐层凝固成型。在计算机的控制下,紫外激光会按照各片层的数据对液态光敏树脂表面逐点扫描,使被扫描区域的树脂薄层产生聚合反应而固化;一层固化完毕后,工作台下降,在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂以便进行下一层扫描固化;新固化的一层牢固地粘合在前一层上,如此重复直到整个原件打印完毕。

 

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它的本领大

用三维打印机,可以在没有任何模具、道具等条件下,快速制造出产品或产品模型。在建筑业里,建筑模型是少不了的。打印出的建筑模型比常规建筑方法快了四倍,而且仅用了不到二分之一的原料。实在是既快捷又省料啊!博物馆常常会用替代品来保护原始作品不受伤害,这时候,打印出的雕像就挺身而出,代替原作传播文化艺术了。而在医学上,三维打印机成功打印出的牙齿、皮肤、内脏等,也将会挽救许多人的生命和健康。

如果你想拥有一件个性笔筒,或者有自己的半身浮雕的手机外壳,都能用三维打印机打印出来的。

 

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未来的路还很长

尽管三维打印机有众多的优点,但三维打印机走入我们的日常生活还需要很长的一段路要走。因为用它的成本高,打印速度也不能适应生活中的快节奏。一台三维打印机需要几万到几十万元;而且受技术的影响,打印一件产品,需要几个小时到几天的时间。

但可以肯定的是,三维打印机将会出现在越来越多的领域中,改变我们的产品制造业和消费方式。现在我们购买鞋子,将来我们也许可以用这种打印机打印自己设计的鞋子穿,这让人期待呀!

 

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