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想象一下这样的生活:周末是好朋友小丽的生日,于是,你花了一个上午,在电脑上设计了一个玫瑰花状的台灯,然后点击了“打印”。第二天,玫瑰花台灯寄到了小丽家门口。
这并不全是科幻。很多人说,这种理论上可以“打印”一切的三维印刷术可能会掀起“新一轮工业革命”,彻底改变制造业,激发人类的想象力。
流程:电脑+打印机=一切
在成熟的三维印刷时代,足不出户制造出一个物件,完全不是难事。
你先在家中的电脑上设计出任何一个想要的模型,小到珠宝、家具、衣服,大到自行车、汽车零部件,然后,点击电脑屏幕上的“打印”。
紧接着,旁边的一台生产设备(我们可以称之为“打印机”)就开始轰轰作响,一点点把虚拟的三维图像打造成真。它可能从喷嘴中一点点喷出原材料,像砌墙一样一层层往上砌;也可能在胶水或激光的帮助下先造出一个树脂、金属或塑料的结构模型,然后一点点往上添东西。最终,电脑屏幕中的那个物体,就这么从屏幕中走出,展现在你眼前。
实践:已有产品被制造出来
这样的生活并不仅仅是想象,有一些已经真真切切地发生了。
近期,英国的航空工程师们利用三维印刷技术,“打印”出了世界上首架三维印刷飞机。这架飞机还很小,可以被一个人举起,通过遥控飞行。
工程师们先用电脑设计出一架虚拟的飞机模型,接着,激光机器按照虚拟模型,一点点组装出塑料机身和各个零部件。
在电脑操控下,这架轻便飞机从草地安置的起飞架上起飞,直冲天空。这群热爱飞机的工程师坚信,某一天,大飞机的零部件甚至机身也可以借用三维印刷技术快捷经济地“打印”出来。
原理:一层一层“叠罗汉”
某种意义上说,三维印刷是二维平面印刷的叠加,它先把计算机设计出的图形用激光束打印出平面的“层”图像,有的时候,每一层甚至只有100微米。
每扫出一层图像,机器就会铺上一些聚酰胺塑料粉、不锈钢粉或钛粉,激光的热量让两层之间的特殊粒子紧密胶合在一起。一层加一层,原先平面的物质就叠加成最终的立体物。
如果要印刷更结实的物体,只要把激光束替换成电子束,它可以令粉状颗粒彻底融化,令物体层级之间更加紧密。
三维印刷技术,完全省去了金属切割、研磨等步骤,因此,它给了设计者无限的自由。
(《新京报》3.25 金煜)
三维打印步骤
①在打印机中装入塑料粉等材料。3D打印机将塑料粉喷洒在滚轴上。
②通过电脑控制,激光在滚轴上扫描出图形,将一部分塑料粉融化,从而令其粘合在滚轴上。
③滚轴在打印盘上滚一圈,将融化的塑料粉粘合在盘子上,一层的打印完成。一层的厚度可能只有100微米。
④重复数次类似动作,塑料粉不断叠加,最终物体成型。
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