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3D打印真的那么神奇?

2013-03-01 16:26
科技那回事
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  爸爸需要一个茶杯,打印一个;妈妈需要一个油壶,打印一个;宝宝想要一个喜羊羊,没问题,3D打印机给你打印一个。昨天上午,记者在扬州西安交通大学科技园快速成型中心见识了一回这样带有“魔幻”色彩的生活。

  3D打印,样品和“真的”一模一样

  汽车模型、心脏模型、空心大象、玩具……西安交大扬州科技园快速成型中心一个展柜里摆得满满的。快速成型中心主任方翔说,它们都是用扬州的3D打印机打出来的。

  方翔给记者看了几个刚打印出来的缩小的动物模型,说这和成龙《十二生肖》中的兽首打印技术差不多,只不过机型不一样,所用的材料不一样。

  在美英等国,3D打印技术的应用已较为广泛,大到飞行器、赛车,小到服装、手机壳,各领域或多或少都用到了3D打印技术。

  3D打印机最诱人的应用则是分散制造,据称这也是未来工业革命的方向。方翔说,如果我们扬州人想买一辆长春第一汽车厂生产的奥迪,那奥迪车要经过长途运送才能到扬州。而未来3D打印机可以直接在扬州一个一个部件地把奥迪车“打印”出来,然后工人组装一下就可以了。

  现场见证,1小时“打印”出齿轮

  在快速成型中心激光成型室,一台激光式3D打印机中间有一个微波炉大小的方形空盒,盒顶上方悬挂着一个激光发生器探头,盒底是一个“池子”,装满了液态状的光敏树脂材料,“池子”中央还有一个网状的支撑架。记者注意到,随着探头射出的激光在池面上移动,光敏树脂材料在支撑架上形成一个个的固化点,并由点成面,一个小时后,最终形成一个齿轮状的实物模型。

  在这个过程中,3D打印是一个从点到线,从线到面,通过层层累积实现立体打印的过程,就像盖楼房,从地基开始,用砖瓦、水泥、沙石一层层往上砌,最终建造起一整幢楼房。

  “传统方法做一个齿轮,一般是在整块材料的基础上,去除多余部分,将剩下的部分制成产品。”对于3D打印与传统制造方法的不同,方翔形象地比喻说,传统制造法是做“减法”,而3D打印是做“加法”,也叫它“增材制造”。

  理论上讲,人也可以“打印”出来

  指着刚刚打印出来的“齿轮”,方翔表示,打印出什么样的实物模型,是根据事先输入的数据而定。也就是说,3D打印,首先要把实物设计成“图纸”,这个图纸即为数字模型。

  方翔说,“如果有了一个人的数字模型,3D打印机就可以打印出同样的一个‘克隆人’来。”

  而数字模型的建立,需要通过三维扫描后,进行3D数据处理后获取。快速成型中心的反求处理室就是上述数据处理的工作场所。

  在反求处理室,工作人员小袁正在用三维扫描仪对一个车模进行立体扫描,几分钟后,车模的扫描数据出现在电脑。这些数据通过后期再处理,便可形成一个3D模型。

  实际上,在这个过程中经历了两个步骤,第一步是标准坐标点与随机坐标点相对比;第二步是随机坐标点与车模实物相对比,在两组对比中产生3D数据。

  记者注意到,上述一个个坐标点即是涂有光敏材料的特定小纸片。小袁说,“将这个小纸片贴在飞机、汽车等实物上,再大的物件也能采到3D数据。”

  刚刚用过的“3D扫描仪”好比胶片相机,经过处理的3D模型就好比底片。小袁介绍说,3D模型底片下一步会通过专业软件进行图像分层,把3D图像分解为一定数量的2D平面图案,最终通过3D打印机逐层“打印”出来。

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