栩栩如生的動物雕像、五顏六色的花瓶果籃……它們不是來自流水線,而是源自你的頭腦創(chuàng)意——沒錯,只要你敢想,3D打印就能幫你實現(xiàn)。
近日,浙江省首個3D打印科普體驗園,由省科技館、下城區(qū)科技局、下城區(qū)科協(xié)和杭州匯文三維科技有限公司聯(lián)合推出的“凡達3D”正式開園,這種國際最前沿的科學技術走進浙江老百姓生活中。浙江日報記者第一時間親歷體驗,3D打印,創(chuàng)意無限。
蛋糕里的科技味
走進省科技館二樓的“凡達3D”,250平方米的園區(qū)被劃分為DIY創(chuàng)意打印工廠、3Dooler、3D人像打印等六個區(qū)域。我們的創(chuàng)意,究竟是如何快速變成物品的呢?先隨著記者的腳步體驗一番。
在DIY創(chuàng)意區(qū),工作人員遞過來一盒陶泥,讓大家根據(jù)自己的想象捏一個模型。10分鐘后,一塊高12厘米的草莓蛋糕胚從記者手上“誕生”了。工作人員為它涂上一層反光劑,放入3D掃描區(qū),在這里,攝像頭將會對蛋糕模型進行360°掃描,獲得不同切面的圖像,拼湊出模型的三維圖形。
下一步,電腦修模。工作人員計杰一將圖中所有的模糊點、陰影處進行填充,使整個圖形看起來更光滑。
打印區(qū)中排放著四臺3D打印機。這些打印機看起來四四方方,頂端長有一根彎曲的線管,“筆尖”正不停地擺動。根據(jù)工作人員的設定,蛋糕模型將按照1比1尺寸空心打印。好了,打印正式開始了。
隨著“筆尖”擺動,一層薄薄的白色透明物體出現(xiàn)在底座上。打印機的“墨汁”是一堆直徑為1.75毫米的線管,當“墨汁”傳輸?shù)?ldquo;筆尖”,線管就變成了粉末狀。
兩個小時后,打印結束。工作人員取出打印完成的模型,去除支架材料多余部分,再進行細加工。最終,記者拿到了3D打印出來的蛋糕草莓。遠看,它和陶泥模型沒什么區(qū)別;近看,表面有些磨砂的感覺,很輕。但它畢竟有棱有角,是一個真實可觸的物體!
“魔杖”里的創(chuàng)意流
在這個體驗園中,唯一與3D打印沒有關聯(lián)的,是一臺2.5D打印機。幾乎每個來這里的科學愛好者都會疑問:2.5D打印與3D打印有何不同?
這也正是體驗園精心布局的意圖所在。工作人員戴軍杰說,大多數(shù)人第一次聽到3D打印時,會想到那些常見的桌面打印機。噴墨打印機和3D打印機最大的區(qū)別是維度,桌面打印機是二維打印的,在平面紙張上噴涂彩色墨水,而3D打印機可以制造拿在手上的三維物體。
“3D打印不是一項新技術。”戴軍杰說,它已在制造機加工車間默默工作了幾十年。近年來,由于受到新材料、計算機及互聯(lián)網(wǎng)技術的推動,3D打印發(fā)展迅速。
如同童話故事里的魔杖,3D打印讓我們掌控了物理世界。普通人如你我,也可以獲得專業(yè)設計師、大企業(yè)所獨有的設計和制造能力。
整個打印過程是這樣完成的:3D打印機在設計文件指令的引導下,先噴出固體粉末或熔融的液態(tài)材料,使其固化為一個特殊的平面薄層。第一層固化后,3D打印機打印頭返回,在第一層外部形成另一個薄層。第二層固化后,打印頭再次返回,并在第二層外部形成另一薄層。如此往復,最終薄層累積成為三維物體。
“此前,在人類歷史的大部分時間里,我們只能通過切割原料或通過模具成型制造新的實體物品。”戴軍杰說,這是3D技術帶給人類的一個偉大變革。
真實中的未來感
“凡達3D購”是一個3D打印產(chǎn)品展示區(qū)。螺旋形花瓶、浴室牙杯、微型西湖文化廣場……品種多達100多種,造型各異,色彩豐富。
“每一個小物件背后,都有一個計算機設計文件。”戴軍杰說,“3D打印機正常運作的前提是要輸入一個設計好的電子藍圖。沒有連接計算機及設計文件的3D打印機,就像沒有存儲音樂的MP4,毫無用處。”
基于計算機的設計文件用X、Y和Z坐標捕捉物理對象的形狀,當描述一個簡單的塊狀物體時,它可以精確地描述出它的高度、寬度和深度。但是,當描述一個形狀較為復雜的物體時,例如一朵花,描述過程就變得較為復雜。計算機用一系列成千上萬個坐標對3D物理對象的形狀建模。
戴軍杰打開他最近正在做的汽車建模。流線型的造型、結構復雜的剖面,即使是一個高度和直徑都很規(guī)矩的圓柱體,也需要做大量的計算以便準確展示所有曲線和陰影的美感。做這樣一個長20厘米,高12厘米的汽車模型需要一周左右時間。
“我們希望通過這個體驗園,讓更多的老百姓知道3D打印在未來將深刻地改變我們的生活。”“匯文三維”總經(jīng)理李艷說。你看,3D打印的衣服和鞋子出現(xiàn)在全球各大時裝展,3D打印的餅干成為餐桌上最受歡迎的小點心,生物打印器官已出現(xiàn)在科學新聞里……3D打印不再是設計師和科學家的專屬“秘密武器”,而我們,準備好迎接3D打印時代了嗎?
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