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3D新聞

3D打印技術(shù)如何“無中生有”

星之球科技 來源:和訊網(wǎng)2013-09-26 我要評(píng)論(0 )   

20年前,人們要打印文件時(shí)都會(huì)去打印中心。今天,一些顧客來到打印中心是為了用3D打印機(jī)和激光切割機(jī)做點(diǎn)生活用品。 無中生有已不是問題 來杯冰水!《星際迷航》中的飛...

      20年前,人們要打印文件時(shí)都會(huì)去打印中心。今天,一些顧客來到打印中心是為了用3D打印機(jī)做點(diǎn)生活用品。

 

  “無中生有”已不是問題

  “來杯冰水!”《星際迷航》中的飛船船長(zhǎng)柯克很快就得到了他想要的東西。飛船上的復(fù)制機(jī)什么都可以制造,包括食品,只要所有化學(xué)成分都被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中就行。

 

  難道這只是純科幻影片中的場(chǎng)景?誠(chéng)然,想利用存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)文件復(fù)制水和冰塊,還需要科研人員走很長(zhǎng)的路。不過玻璃杯的制造在今天已不成問題:一臺(tái)3D打印機(jī)就能做到,比如2X復(fù)制器,這一代號(hào)是為了紀(jì)念那部有關(guān)星際飛船的著名電視連續(xù)劇。

 

  然而對(duì)一般人來說,打印玻璃為時(shí)尚早。雖然有所謂的選擇性激光技術(shù)可以生產(chǎn)出玻璃和金屬制品,但這不是每個(gè)人都能做到的事,普通人最好先從打印樹脂制品開始。

 

  “在傳統(tǒng)工業(yè)中,人們用原材料進(jìn)行生產(chǎn),而我們完全逆其道而行。”瑞士Zedax股票有限公司總裁盧西恩·希爾施說。

 

  2005年他組建的公司是瑞士最早的3D打印機(jī)公司之一。具體地說,他是在實(shí)驗(yàn)室中從事添加劑光固化快速成型技術(shù)。

 

  我們前往采訪的這一天,這位年輕企業(yè)家剛剛得到了一款高級(jí)品牌手表的樣品。他對(duì)設(shè)計(jì)稍加改動(dòng)之后,啟動(dòng)了打印程序。

 

  雖然看起來像兒童游戲,但實(shí)際操作中還是會(huì)復(fù)雜一些。“人們經(jīng)常忘記要做的第一步是編程。如果沒有3D設(shè)計(jì),就必須對(duì)原件進(jìn)行掃描,這需要更多時(shí)間。一般情況下,在電腦中從頭設(shè)計(jì)比掃描原件要簡(jiǎn)單。”他說。

 

  樣品的數(shù)據(jù)被分成“小塊”,一層層發(fā)送給打印機(jī)。機(jī)器將原材料融化,打印程序啟動(dòng),噴嘴開始在平面上快速運(yùn)動(dòng),每一層打印結(jié)束后添加樹脂層。這個(gè)過程持續(xù)了幾分鐘,然后又開始打印我們?cè)陔娔X屏幕上看到的玻璃表面和金屬表殼。物體在原材料熔液中形成,激光束聚合需要變硬的部分,最后整個(gè)物體將被固化。

 

  37分鐘后,我們從屏幕上看到這一樹脂模型已基本成型?,F(xiàn)在只需去掉保護(hù)膏,將成品放在另一臺(tái)機(jī)器上拋光,完成!這一樹脂復(fù)制品活脫脫就是我們?cè)陔娔X上看到的3D模型。

 

形狀、產(chǎn)量無拘束 

  市場(chǎng)上存在各種形式的“快速成型”技術(shù),走入大眾的3D打印技術(shù)使用的是熔融沉積成型原理,這是上世紀(jì)80年代末研發(fā)出的技術(shù)。最新一代的打印機(jī)甚至可以將各種不同的樹脂混合在一起。目前市場(chǎng)上有約50種樹脂,它們有著不同的顏色和硬度。

 

  新型打印機(jī)能做出任何一種形狀,這種新科技的另一優(yōu)勢(shì)是高速。“我們制作一個(gè)產(chǎn)品最多需要3天時(shí)間。”希爾施的大部分顧客來自鐘表制造業(yè)。

 

  “當(dāng)一家企業(yè)的負(fù)責(zé)人無法在5種不同的新款式中做出抉擇,這時(shí)候如果有個(gè)樣品拿在手中,會(huì)比看設(shè)計(jì)圖要強(qiáng)得多,能縮短做決策的時(shí)間。”

 

  何況,制造一個(gè)3D樣品比傳統(tǒng)樣品要經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。一塊瑞士手表的玻璃所需費(fèi)用在100~150瑞郎之間(1瑞郎約合6.5元人民幣)。

 

  也有顧客訂購(gòu)一些“簡(jiǎn)單”物件,比如某種機(jī)器的零部件。因?yàn)樾枨罅坎淮?,所以不值得批量生產(chǎn)。“都是些單個(gè)物體,這種技術(shù)不適合大批量生產(chǎn)。”希爾施表示。

 

  3D打印實(shí)驗(yàn)室Fab Lab的老板賈恩坦·布西指出,“目前3D打印機(jī)無法替代傳統(tǒng)工業(yè),而是對(duì)其進(jìn)行了重組”。至于美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬在今年2月一次講話中所說的“革命”,布西認(rèn)為用“進(jìn)化”更恰當(dāng)。

 

  “某些材料尚不可能用來3D打印。”他強(qiáng)調(diào),“但這種技術(shù)能制造出特別復(fù)雜的東西,并改變?nèi)说乃悸?,這一點(diǎn)不容置疑。”

 

  “20年前,當(dāng)人們要打印文件時(shí),都會(huì)去打印中心。今天家家都有打印機(jī),因此打印中心必須專業(yè)化。現(xiàn)在3D打印機(jī)可能也會(huì)經(jīng)歷同樣的發(fā)展歷程。”

 

 

數(shù)碼時(shí)代的手工藝術(shù)

  現(xiàn)在人們花500瑞郎就可以買一臺(tái)3D打印機(jī),當(dāng)然,打印效果無法比擬那些幾十萬瑞郎的專業(yè)打印機(jī),不過做些有創(chuàng)意的數(shù)碼物件或滿足小企業(yè)的需求,還是綽綽有余的。

 

  弗朗索斯·佩雷特與妻子安妮認(rèn)識(shí)3D打印技術(shù)純屬巧合。“我妻子是做巧克力的,我是測(cè)量員,我希望能幫到她。她需要木質(zhì)模子做塊狀巧克力。我們?cè)O(shè)計(jì)出了模子的具體花樣,但問了許多木工,卻無人能做出這么精細(xì)的花紋。”

 

  在網(wǎng)上尋找一番后,他們找到了Fab Lab實(shí)驗(yàn)室。這一位于瑞士西部城市納沙泰爾的制作室,為顧客提供各種生產(chǎn)數(shù)碼產(chǎn)品的機(jī)器,比如3D打印機(jī)。在那里任何人都可以花不多的錢,使用現(xiàn)成的材料打印產(chǎn)品,同時(shí)會(huì)被要求將自己的技能分享給其他人。

 

  “我用U盤帶去了設(shè)計(jì)草圖,一開始想用3D打印機(jī),后來發(fā)現(xiàn)效果更好。做出的模子非常完美,用3D打印機(jī)應(yīng)該也行,只是塑料模子對(duì)于每天連續(xù)使用還是不夠結(jié)實(shí)。”

 

  從促銷者的角度,F(xiàn)ab Lab有可能在基礎(chǔ)上改變市場(chǎng)理念:每個(gè)人都可以自己生產(chǎn)日用品,或者將產(chǎn)品個(gè)性化,同時(shí)還能緩解那些遠(yuǎn)離工業(yè)中心的偏僻地區(qū)的生產(chǎn)困難。目前Fab Lab正參與一個(gè)坦桑尼亞的水利項(xiàng)目,希望為當(dāng)?shù)刂圃旒毙璧碾娮釉?/p>

 

  佩雷特夫婦受到了Fab Lab的啟發(fā),決定在今后幾個(gè)月里做出更多別出心裁的巧克力模子。“我們還需進(jìn)行測(cè)試,技術(shù)上應(yīng)該可以做到。我做好3D草圖,用3D打印機(jī)打印出成品,注入熱巧克力,做出不同形狀的巧克力來。”佩雷特說。

 

  電視劇中的柯克船長(zhǎng)一定會(huì)感到嫉妒,因?yàn)榫退阍趹蛑校矡o法在他的飛船上享受到用3D打印的模子做出的巧克力。

 

 

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