3D打印未來桌面工廠
2011-04-15 09:04 來源：外灘畫報 責編：王岑
- 摘要：
- 3D 打印機先將物品轉化為3D 數據，然后再逐層分切打印，用粉末進行打印。粉末會一層層地被特殊的膠水粘合，按照不同的橫截面圖案固化，并一層層疊加，最終一個完整的物品就會在粉末槽成型。
【CPP114】訊 ：從外觀上看，3D 打印機和普通的復印機并無大的不同。3D 打印的原理很簡單，它首先將物品轉化為3D 數據，然后再逐層分切打印，打印時，3D 打印機用粉末而非紙張進行打印。粉末會一層層地被特殊的膠水粘合，按照不同的橫截面圖案固化，并一層層疊加，像做蛋糕那樣創建三維實體，最終一個完整的物品就會在粉末槽成型。
3D 打印機
3D 打印機
美國科幻作家羅伯特·希克利曾經寫過一個“萬能制造機”的故事，故事里的人們帶著一臺“萬能制造機”飛往太空。這是一臺奇特的大機器，機身上雜亂地安裝著刻度盤、小燈和各種指示表。故事的主角之一阿諾爾德站在機器前，按下按鈕，對它響亮而清楚地說：“我要硬鋁螺帽，直徑為4英寸。”接到指令，機器發出低沉的轟鳴聲，燈光閃爍，閘板緩緩打開，眼前赫然出現了一顆閃光發亮已經制好的螺帽。接著，這臺機器就像神奇的阿拉丁神燈，為他們送來了活蹦亂跳的大蝦、礦泉水、手表和沙拉醬。
盡管，“想要什么就生產什么”的現實還遠沒有科幻小說描述的那般輕松隨意，但現在，通過3D打印技術生產小零件、食物、自行車、建筑甚至人的皮膚、腎臟等都已不再是天方夜譚，稱之為“萬能制造機”并不為過。
3D打印到底有多神奇？與普通的打印有什么不同？4月初，《外灘畫報》記者趕赴杭州，探訪中國第一家3D打印服務公司。3D 打印的原理很簡單，首先 3D 打印機將物品轉化為 3D 數據，然后再逐層分切，針對分切的每一層構建，分層打印。打印時，粉末會一層層地被特殊的膠水粘合，按照不同的橫截面圖案固化，一層層疊加，像做蛋糕那樣創建三維實體，最終一個完整的物品就會在粉末槽里成型。
這種技術的優點在于它不需要一家工廠來運作，小件物品可以直接由小型 3D打印機打印制作；而稍大的物品，比如自行車車架、汽車板、飛機零件、建筑零件等，
則需要更大的3D打印機和更大的空間。
《經濟學人》雜志評價說：“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。”
像做蛋糕那樣生產物品
杭州銘展網絡科技有限公司是中國第一家 3D 打印服務公司。4 月初，在地處杭州的銘展網絡公司辦公室，記者看到，那里擺放著兩臺3D打印機以及一臺專門用于烘干的設備。從外觀上看，這兩臺機器和普通的復印機并無大的不同，唯一的不同是它們打印時不用紙而是粉末。
機器的上半部分是個半透明的罩子，有一排控制按鈕。掀起罩子，左邊立著四盒不同顏色的墨水，右邊的工作區擺放著平平整整一疊“白紙”。然而，輕輕用手一碰，那疊“紙”上卻輕易地留下了凹痕——原來那并不是紙，卻是粉末。公司的技術總監金濤告訴記者，那是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的膠水粘合，按照不同的橫截面圖案固化，一層層疊加，像做蛋糕那樣創建三維實體，一個完整的物品就會在粉末槽里成型。打印完成后，工作人員要處理掉物品周圍沾滿的粉末，再涂上增強硬度的膠水。金濤開玩笑說，“就像考古一樣。”
說話間，金濤在電腦中輸入一組通過3D軟件生成的模型數據，連接至打印機。那是一個鏤空毛線團的模型。電腦將這個10厘米高的毛線團以0.1毫米為基準分為了1000層，每一層的界面數據都不一樣。再將這組數據傳送給打印機。
響應信號聲過后，透過那個半透明的罩子，記者清晰地看見機器工作的場景：來回移動的金屬桿上有噴頭，在鋪好的粉末材料上，一層一層按照電腦的截面輪廓信息，有選擇性地噴射特殊膠水使粉末粘結。一個水漬樣的毛線團底部截面輪廓清晰可見。通過逐層的疊加，毛線團的立體輪廓逐漸顯現出來。金濤告訴記者，打印這樣一個 10 厘米高的物體，大約需要5小時。記者看到，在公司的展示廳里，擺放著栩栩如生的運動鞋、造型奇特的概念自行車、各式建筑模型及魔獸世界游戲人物模型等，這些都是那兩臺3D打印機的作品。
據金濤介紹，目前支持3D打印的材料很多。簡單說，不同公司生產的3D打印機會支持不同的材料，樹脂、尼龍、石膏、塑料這些都是普遍使用的材料，隨著業界研發的不斷進步，支持鈦、不銹鋼或鋁、鐵金屬材料的打印機也已經出現。
3D 打印機
3D 打印機
盡管，“想要什么就生產什么”的現實還遠沒有科幻小說描述的那般輕松隨意，但現在，通過3D打印技術生產小零件、食物、自行車、建筑甚至人的皮膚、腎臟等都已不再是天方夜譚，稱之為“萬能制造機”并不為過。
3D打印到底有多神奇？與普通的打印有什么不同？4月初，《外灘畫報》記者趕赴杭州，探訪中國第一家3D打印服務公司。3D 打印的原理很簡單，首先 3D 打印機將物品轉化為 3D 數據，然后再逐層分切，針對分切的每一層構建，分層打印。打印時，粉末會一層層地被特殊的膠水粘合，按照不同的橫截面圖案固化，一層層疊加，像做蛋糕那樣創建三維實體，最終一個完整的物品就會在粉末槽里成型。
這種技術的優點在于它不需要一家工廠來運作，小件物品可以直接由小型 3D打印機打印制作；而稍大的物品，比如自行車車架、汽車板、飛機零件、建筑零件等，
則需要更大的3D打印機和更大的空間。
《經濟學人》雜志評價說：“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。”
像做蛋糕那樣生產物品
杭州銘展網絡科技有限公司是中國第一家 3D 打印服務公司。4 月初，在地處杭州的銘展網絡公司辦公室，記者看到，那里擺放著兩臺3D打印機以及一臺專門用于烘干的設備。從外觀上看，這兩臺機器和普通的復印機并無大的不同，唯一的不同是它們打印時不用紙而是粉末。
機器的上半部分是個半透明的罩子，有一排控制按鈕。掀起罩子，左邊立著四盒不同顏色的墨水，右邊的工作區擺放著平平整整一疊“白紙”。然而，輕輕用手一碰，那疊“紙”上卻輕易地留下了凹痕——原來那并不是紙，卻是粉末。公司的技術總監金濤告訴記者，那是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的膠水粘合，按照不同的橫截面圖案固化，一層層疊加，像做蛋糕那樣創建三維實體，一個完整的物品就會在粉末槽里成型。打印完成后，工作人員要處理掉物品周圍沾滿的粉末，再涂上增強硬度的膠水。金濤開玩笑說，“就像考古一樣。”
說話間，金濤在電腦中輸入一組通過3D軟件生成的模型數據，連接至打印機。那是一個鏤空毛線團的模型。電腦將這個10厘米高的毛線團以0.1毫米為基準分為了1000層，每一層的界面數據都不一樣。再將這組數據傳送給打印機。
響應信號聲過后，透過那個半透明的罩子，記者清晰地看見機器工作的場景：來回移動的金屬桿上有噴頭，在鋪好的粉末材料上，一層一層按照電腦的截面輪廓信息，有選擇性地噴射特殊膠水使粉末粘結。一個水漬樣的毛線團底部截面輪廓清晰可見。通過逐層的疊加，毛線團的立體輪廓逐漸顯現出來。金濤告訴記者，打印這樣一個 10 厘米高的物體，大約需要5小時。記者看到，在公司的展示廳里，擺放著栩栩如生的運動鞋、造型奇特的概念自行車、各式建筑模型及魔獸世界游戲人物模型等，這些都是那兩臺3D打印機的作品。
據金濤介紹，目前支持3D打印的材料很多。簡單說，不同公司生產的3D打印機會支持不同的材料，樹脂、尼龍、石膏、塑料這些都是普遍使用的材料，隨著業界研發的不斷進步，支持鈦、不銹鋼或鋁、鐵金屬材料的打印機也已經出現。
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