最近,在世界印刷行業(yè)中又有一種新型的可印制立體物體的印刷機誕生了,這就是名為立體平版印刷機而被鐘愛它的人稱為"工匠"的三維印刷機。該機的特點是既可單獨做印刷機用,又可用作三維復(fù)印機的核心部件使用。同時也為三維傳真機的問世帶來了曝光。
這種新型的印刷機可利用一次打印出的某物體的一個兩維表層將數(shù)字化的計算機文件轉(zhuǎn)換為三維物體。印制用的原材料是受激光映照時可凝固的液態(tài)聚合物,激光使液態(tài)聚合物的一些分子分離開,使之轉(zhuǎn)換為像細(xì)實心面條那樣的聚合鏈的一種膠質(zhì)體,從而使聚合鏈固化。
例如,要印制一只咖啡杯,三維印制機可使其由計算機控制的激光束照在一杯液態(tài)聚合物上。激光先在液體表面掃描出一固態(tài)環(huán)狀區(qū),將其凝固成一個盤于,即咖啡杯的底座。然后,將該底座降低約0。075mm,使薄薄的一層液態(tài)聚合物恰能漫過底座。接著,激光在液體表面再掃描同一個空心圓,形成與底座接在一起的杯壁底層。于是,激光就這樣一層接一層地掃描出包括杯柄在內(nèi)的咖啡杯截面,自下而上地將杯子塑造出來。
目前,由于工業(yè)設(shè)計大多靠計算機輔助完成,因此借助該"工匠",設(shè)計人員就能將其設(shè)計想法迅速地轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)原型。美國克萊斯勒汽車公司的工程師們利用加州Valencia公司3D系統(tǒng)為核心的這種新型印刷機,最近為一種新型汽缸印制出其設(shè)計思想。印制出的三維模型揭示出一設(shè)計失誤:復(fù)雜的設(shè)計藍(lán)圖中有一個因?qū)χ绣e誤而應(yīng)去掉的孔未做更改。在發(fā)動機投產(chǎn)前更改這一錯誤,使該公司避免了數(shù)百萬美元的損失。
物理學(xué)家馬歇爾·伯恩說,三維印制機在制造業(yè)之外的其它領(lǐng)域無可估量的價值正在被證實。麻省理工大學(xué)和其他一些研究機構(gòu)的數(shù)學(xué)家們業(yè)已認(rèn)識到"工匠"的價值。伯恩說: "他們以前習(xí)慣于在計算機屏幕上制圖,而現(xiàn)在他們可擁有三維計算機圖形了。
與適當(dāng)?shù)膾呙杵?任何一種可繪制某物體形狀并可以數(shù)字形式存貯其形狀的裝置)相連接,三維印制機就成了三維復(fù)印機。美國加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校醫(yī)學(xué)研究所現(xiàn)使用了一臺與CT掃描儀配合使用的三維印制機。根據(jù)對某病人骨折過的顱骨掃描,外科醫(yī)生最近印制出他們可據(jù)以制訂手術(shù)方案的三維顱骨模型。加州馬立普城的蓋特博物館*上海市苷陀區(qū)梅川路800弄4號401宣,200333 也采用類似張肇富*編譯方法,繪制出激光掃描的人工制品及復(fù)制品。
從三維印制機向三維傳真機發(fā)展并不需要有太大的技術(shù)飛躍。伯恩說: "如果掃描器和這種三維印刷機相距甚遠(yuǎn),你就有了一部三維傳真器。"隨著三維印制術(shù)的開發(fā),固態(tài)物體的傳送和存貯變得像傳送和存貯數(shù)字化數(shù)據(jù)那樣方便。盡管目前這類固體尚只能是塑料,但各種金屬材料的三維印制術(shù)科研項目正在開發(fā)中。
美國海軍就是其用戶之一。伯思的解釋是: "航空母艦上的倉庫高約6米,面積相當(dāng)于半個足球場。存放的物品中,螺母、螺栓、缸體和法蘭盤之類簡單零件占了一半的空間,但是,如果當(dāng)你處于海洋中而沒有這些玩藝,你可能會遇到麻煩。因此,海軍部想用少量三維印刷機和一些桶裝的粉末金屬來節(jié)省空間。"
伯恩預(yù)測,未來的15年內(nèi),無論民用還是航空母艦上用的三維印刷機都會變得不甚昂貴(目前典型產(chǎn)品價格約為20萬美元)。伯恩認(rèn)為,屆時人們將會像撥電話那樣將藍(lán)圖傳送出去并制造出任何需要的東西。
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