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應用廣泛 3D打印技術取得驚人進展

2012-07-02 10:47 來源：金羊網—羊城晚報責編：王岑

摘要：: 當3D技術以3D電影為先鋒進入我們的眼簾時，我們身邊已經出現了3D電視、3D游戲等以3D冠名的新鮮事物。如今“3D打印”技術也已取得驚人進展。

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　　【CPP114】訊：當3D技術以3D電影為先鋒進入我們的眼簾時，我們身邊已經出現了3D電視、3D游戲等以3D冠名的新鮮事物。如今“3D打印”技術也已取得驚人進展。
　　
　　一臺神奇的3D打印機，可以打印出立體的藝術雕塑、專業的醫用骨骼，甚至是一幢完整的建筑。一位名為恩里科·迪尼的發明家甚至宣稱，他希望有一天，可以用這種打印機在月球上輕松地建筑起一個基地。
　　
　　原理簡單，用材特殊
　　
　　美國科幻作家羅伯特·希克利曾經在一個科幻故事中描述過一種“萬能制造機”：它的機身上雜亂地安裝著刻度盤、小燈和各種指示表，使用者只需要按下按鈕，對著它大聲說：“我要硬鋁螺帽，直徑為4英寸。”接到指令的機器很快就能按需求制造出一個真實的螺帽。在作家的描述中，這臺機器就像神奇的阿拉丁神燈，可以神速地為使用者變出活蹦亂跳的大蝦、礦泉水、手表和沙拉醬……這臺“萬能制造機”其實與今天已成為現實的“3D打印機”在原理上十分相似。
　　
　　3D打印機和普通的復印機并無太大不同。3D打印的原理也很簡單：首先將一項設計物品轉化為3D數據，然后根據這些數據進行逐層分切打印。說得簡單一點，3D打印是斷層掃描的逆過程，斷層掃描是把某個東西“切”成無數疊加的片，3D打印則是一片一片地打印，然后疊加到一起，成為一個立體物體。
　　
　　只是3D打印機使用的打印材料是特制的粉末而非普通的墨粉或墨汁。這些粉末在打印過程中會被一種特制的膠水逐層黏合、固化，并不斷疊加，最終形成一個完整的立體物品。恩里科·迪尼發明的打印機使用的材料是沙子。當打印機開始工作時，它的上千個噴嘴會同時噴出沙子和一種鎂基膠。這種特制的膠水會將沙子黏成像巖石一樣堅固的固體，并形成特定的形狀，然后只需要按照預先設定的形狀，一層層噴上這種材料，最終就可以“打印”出一個完整的雕塑，甚至一座教堂建筑。恩里科·迪尼設想，如果這種打印機能使用月球塵土為材料，應該就可以在月球上使用這種打印機，快速地建造出人類的月球基地。
　　
　　打印快速，無廢棄物
　　
　　“3D打印”的概念早在幾十年前就已提出。上世紀70年代，隨著3D軟件的興起，設計師們已能通過電腦制作出虛擬的三維物體，那時人們就開始設想，如何快速地把這些虛擬物體變成現實。這種理想的“快速成型”機，實際上就是“3D打印機”的前身。
　　
　　1994年，麻省理工學院的幾位科研人員發明了一種“三維打印”（簡稱“3DP”）的技術，并申請了專利。這種技術操作容易，成形速度快，設備價格便宜，只是精度還不夠高。1997年，一家名為Z-corporation的公司把3DP技術推而廣之，他們是最先提出把3D打印機當成辦公用品的3D打印機生產廠商。
　　
　　恩里科·迪尼的設計把這種概念進一步強化。據他介紹，這種3D打印機建筑實物比常規的建筑方法在速度上最少要快四倍，而且使用的原料也只有平常方法使用的三分之一到二分之一。更重要的是，這種打印過程中幾乎不會產生任何廢棄物。
　　
　　2012年3月，來自維也納科技大學的研究人員推出了“納米級”3D打印機，它可以創建復雜的對象，比如微型F1賽車、維也納圣史蒂芬大教堂和倫敦塔橋的微型模型等，它們甚至比一粒沙子還要小。這種打印機使用液態樹脂，采用一種名為“雙光子光刻”的高新技術，通過激光使樹脂硬化成形。它的打印速度可說是創造了一個新的世界紀錄可達到5米/秒。
　　
　　發展迅猛，應用廣泛
　　
　　恩里科·迪尼稱，3D打印機應用對象可以是任何行業，只要這些行業需要模型和原型。這也是這種打印機技術發展迅猛的主要原因之一。在消費電子業、航空業和汽車制造業，3D打印已經變得越來越流行。