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3D打印,将如何改变这个世界
要去亲戚朋友家做客,你是不是还在愁穿什么衣服,拿什么礼品?想衣服能穿出个性,礼品既能表达心意又独一无二,不妨自己动手吧,做一件不会撞衫的衣服,做一份新颖的巧克力礼品……只要你能想到,就能做到!这不是痴人说梦,最新的3D打印技术将会实现你的许多创意。
神秘的3D打印
对于大多数人来说,3D打印听起来或许非常陌生,到底什么是3D打印呢?
3D打印技术,出现在上世纪90年代中期,实际上是利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。它的工作原理类似于普通的打印机,先通过CAD等计算机辅助设计软件在电脑上设计好样图,然后由机器打印,不同之处在于打印出来的是3D版,而不是平面的――机器通过喷射熔融态塑性材料来层层堆积,固化后形成一个立体实物。不过,打印中,普通油墨被换成了各种材质,通过喷嘴喷出的是塑料、尼龙等原材料,就像是普通打印一样,先是打印出一个层面,然后通过激光的热量或是胶水,将这些喷出的材料固化在一起,继而再打一层,和下面一层凝结成一体,如此层层叠加,一个3D立体产品就诞生了。
你可以把这个过程想象成很多张打印纸累加的结果――首先就是分层打印,其中每张纸是一个图层,横切面上的图案依靠打印材料构建出来,并被强力黏合,然后,多张纸的不同图层叠加。如果还是不能理解,那就想象一次搭积木的过程,比如搭建一个宝塔,从最下层逐级往上递加。最终这些涂层就会从平面的图形变成一个立体的三维结构。至于你想打印什么,就完全靠你的创意和想法了,可大可小,可软可硬。小物件直接在家里一个人就可以操作完成,大一些的物件则需要更大的机器和空间。而打印的材料也有多种选择,比如树脂、尼龙、石膏、塑料等。根据不同材质,具体的方式可能略有差异,但大同小异,都可以通过不同型号的打印机打印出你需要的产品。
可以预见,钛、不锈钢或铝、铁等金属材料也将随着研发的进展在今后的3D打印中出现。也就是说,很多工业领域的大家伙也能够“自助”生产。那将会是怎样的情境……
初步了解了3D打印技术,接下来让我们看看3D打印究竟可以帮助人们实现哪些梦幻般的创意?
名词解释〈〈〈〈〈
3D是英文“Three Dimensions”的简称,中文指三维、三个维度、三个坐标,即有长、宽、高,换句话说,就是立体的,是相对于只有长和宽的平面(2D)而言。今天的3D,主要特指基于电脑/互联网的数字化的3D/三维/立体技术,也就是三维数字化。包括3D软件技术和硬件技术。
打印飞机
很多人年少时都怀有一个翱翔蓝天的梦想,希望自己亲手设计并制造一架飞机,但在现实中真正实施起来谈何容易。不过,英国南安普敦大学的工程师实现了这一梦想。
英国南安普敦大学的工程师制造出了世界上第一架“打印”出来的飞机,并成功升空。这架飞机从前到后――包括舱门、机翼、整体控制面等机身的5大模块――均是通过“打印”的方式生产出来的,也就是先由设计人员设计出样本,利用尼龙激光烧结机层层打印出塑料或者金属结构,再将这些部件组合起来。这架名为“SULSA”的飞机,翼展长两米,最高时速约为每小时160千米。科研人员希望利用这架飞机进行勘探、邮递等任务。
因为利用3D打印技术打印飞机不需要额外的安装工具,所以如果你想对飞机的外形、体积、材质做些改变,甚至是颠覆性的变化,都不是难事。
专家点评〈〈〈〈〈
要是在以前,采用常规的方法和材料制成这样一架飞机,恐怕需要几个月时间,而且费用高昂。但这架“打印”出来的飞机从提出设想到首次飞行仅花了短短几天时间,制造成本也只有5000英镑。而实际的生产过程只需要几分钟,一架完整的飞机即可组装完成,且不需要借助任何工具,简直不可思议!
打印衣服
说起衣服,大家的印象肯定就是柔软轻便,一般由纺织服装企业完成打样、裁剪、缝盘、印花、整理这些工序,但如果告诉你衣服也可以打印出来,你相信吗?
美国时装设计师玛丽・黄与3D打印领域的专家詹娜・费瑟利用3D打印技术“制造”了世界上首款3D打印的比基尼泳衣。她们首先扫描了模特的体型,再通过一款3D设计软件在电脑上设计出3D打印泳衣的样图,然后通过机器打印出泳衣。这款泳衣的材质为尼龙,具有牢固、易弯曲、轻便的特点,,而且这种材质经水浸泡后会更加柔软舒适,既是绝佳的打印材料,也是合适的制衣材料。为了保证泳衣的牢固耐用,费瑟利还专程编写了一个计算机程序,以方便计算并修改泳衣的样式