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神奇的3D打印機究竟要革誰的命？

2012-08-23 09:20 來源：太平洋電腦網責編：王岑

摘要：: 最近一段時間，“3D打印”這個詞在媒體上出現的頻率極高，一會能打印房子，一會能打印自行車，甚至還可以打印出一把可以射出真子彈的步槍……聽到這里，你可能以為筆者在說故事，描述科幻電影中的場景，但事實的確如此，不管你信不信。

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　　【CPP114】訊：最近一段時間，“3D打印”這個詞在媒體上出現的頻率極高，一會能打印房子，一會能打印自行車，甚至還可以打印出一把可以射出真子彈的步槍……聽到這里，你可能以為筆者在說故事，描述科幻電影中的場景，但事實的確如此，不管你信不信。
　　
　　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輔助設計的興起，設計師能在電腦軟件中看到虛擬的三維物體，但要將這些物體用粘土、木頭或是金屬做成模型卻非常不易，可以用費時費力費錢來形容。3D打印的出現，使平面變成立體的過程一下簡單了很多，設計師的任何改動都可在幾個小時后或一夜之間重新打印出來，而不用花上幾周時間等著工廠把新模型制造出來，這樣一來可以大大降低制作成本。而隨著科技的不斷進步，更多的東西以成品的形式被打印出來，人們才發現原來還可以這么玩。
　　
　　《經濟學人》雜志就曾經評價：“偉大發明所能帶來的影響，在當時那個年代都是難以預測的，1750年的蒸汽機如此，1450年的印刷術如此，1950年的晶體管也是如此。而今，我們仍然無法預測，3D打印將在漫長的時光里如何改變這個世界。”
　　
　　3D打印機究竟為何物
　　
　　記者在杭州一家專業從事3D打印的公司第一次見到3D打印機的真面目。機器的上半部分是個半透明的罩子，有一排控制按鈕，旁邊是一臺電腦。掀起罩子，左邊立著四盒不同顏色的墨水，右邊的工作區擺放研磨得很細的石膏粉末。工作時，這些粉末會一層層地被液態連接體也就是特殊膠水粘合，按照不同的橫截面圖案固化，一層層疊加，感覺像是在做蛋糕那樣創建三維實體。
　　
　　工作人員介紹，這只是一臺小型的3D打印機，打印一個10厘米高的物體，大約需要5小時。現有的3D打印技術能夠實現600dpi分辨率，每層厚度只有0.01毫米，想完美地展現頭發絲還是很困難的，但是做小零件、模型綽綽有余。技術的發展和粉末很有關系，材料越細，每一層就更薄，做出來的東西精度就越高。
　　
　　其實3D打印機原理很簡單，每一層的打印過程分為兩步，首先在需要成型的區域噴灑一層特殊膠水，膠水液滴本身很小，且不易擴散。然后是噴灑一層均勻的粉末，粉末遇到膠水會迅速固化黏結，而沒有膠水的區域仍保持松散狀態。這樣在一層膠水一層粉末的交替下，實體模型將會被打印成型。完成后，要處理掉物品周圍沾滿的粉末，這是可以循環利用的，再涂上增強硬度的膠水。
　　
　　眼下3D打印機有兩種類型，一種是堆疊法，一種是燒結。原理基本都是多層分片打印，而堆疊和燒結只是成型技術的區別。堆疊只能成型塑料、硅之類的材質，對固化反應速度有要求，而燒結可以利用激光的高溫對金屬粉末進行處理加工出金屬材質的東西出來，實體可通過打磨、鉆孔、電鍍等方式進一步加工。所以3D打印機和普通打印機，最大的區別是“墨水”。
　　
　　3D打印為何能火
　　
　　最新的三個有關3D打印的報道很嚇人，一個是打印房子，另一個打印飛機，三是打印手槍。其實在歐美，注重創造力的發達國家，3D打印技術已經成功商用，尤其是消費電子業、航空業和汽車制造業。它們不光可以離開傳統的大規模機床來制造小數量的部件，而且可以用不同方法來制造，比如單個制作噴氣式飛機上的空氣動力導管，而不再需要很多不同的元件來組裝它。
　　
　　用發展的眼光來看，3D打印首先會影響的是模具行業。即便在國內制造行業不景氣的今天，模具行業仍然風景獨好，一方面是對技術要求高，另一方面是市場有需求，在產品大規模生產之前，必須要進行多次打樣和修改。3D打印機的出現，其實是消滅了模具反復打造的流程，能直接從計算機圖形數據中生成任何形狀的零件，極大地縮短產品的研制周期，大幅減少成本投入，對于一些復雜而精細的造型，3D打印機表示毫無壓力。
　　
　　其次是會引發個性風潮。對一些小廠家來說，迫于模具制造的高成本，往往會采用公模來生產，雖然在功能上能滿足用戶的需求，但千篇一律的造型，很難迎合時下個性化的發展趨勢，所以賣不出高價，只能靠低價來吸引消費者。在機械化和流水線盛行的年代，人們對于手工的東西有特別的親切感，即便價格昂貴數倍，也不愁找不到買家，原因是手工制作不可能有相同的，而且品質有保證。3D打印機的出現，一方面滿足人們對個性化產品的追求欲，完全可以量身定制，另一方面在大大提高生產效率的同時，還能降低成本。