此時此刻，記者桌上有一個灰色的名片夾，樹脂質(zhì)地，結(jié)構(gòu)精巧，陽刻著“Objet”LOGO。這是個其貌不揚的名片夾，恐難吸引身后來往同事的目光。但是，當(dāng)我告訴你，這個名片夾是由一臺型號為Objet30的打印機在7個小時之內(nèi)打印出來的，你會否懷疑自己聽錯？你會否忍不住拿起它細(xì)細(xì)端詳？
你沒弄錯，這就是現(xiàn)在全球流行的3D打印成型技術(shù)，一般應(yīng)用在工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域。汽車、日化、家具、電子、醫(yī)療、科研……3D打印早就滲入到你的生活，只是你之前不知道。
設(shè)計人員的“眼見為實”
如果好友給單身的你介紹了一個女朋友，你會只憑著一張照片就認(rèn)定她合不合眼緣嗎？一定不會，結(jié)論一定是在見過真人后才下的。
設(shè)計界也一樣，若設(shè)計一臺機車發(fā)動機，一定要事先鑄造出鑄型，后慢慢研究；若設(shè)計一款飲料瓶，定會做出實體模型看實際效果。
用木材或金屬加工出原型件的過程往往耗費少則幾周，多則幾月。而如果嫌周期過長而跳過這一過程，很可能會漏過設(shè)計上的缺陷，到最后還要回過頭來重新修改，開發(fā)速度不增反降。
3D打印成型技術(shù)誕生在20年前，甫一出現(xiàn)就被認(rèn)為是設(shè)計領(lǐng)域的革命性創(chuàng)新。因為，該技術(shù)讓原型件的制作過程縮短到幾十或幾個小時�！拔覀円呀�(jīng)縮短了5到6周的臨床試驗設(shè)備生產(chǎn)時間�！盠vivi公司的首席技術(shù)官DiMino說。
因為快速，制作高質(zhì)量的仿真原型的成本也較為低廉，意味著設(shè)計團隊可以在項目過程中實現(xiàn)原型檢測，這在過去幾乎是不可行的。
俗話說眼見為實，但在設(shè)計人員的概念里，眼見為實往往指的是觸感�，F(xiàn)在出現(xiàn)的虛擬現(xiàn)實等仿真技術(shù)，通過運算可以使我們看到設(shè)計原型的3D視頻，觀察角度隨時更換。但是，設(shè)計師們還是會在這之后制出原型件，作為傳達(dá)產(chǎn)品感觀、觸感及運作模式的載體。
“客戶會說：‘你打出的原型是我描述的樣子，但現(xiàn)在看見了實物，我想X、Y或Z的地方還是需要修改’�！監(jiān)rchid Design公司的邁克勞林說在使用了3D打印機之后的經(jīng)歷。
“鐵盒子”是怎么工作的？
Objet是一家以色列公司，是成功噴射聚合體材料的第一家公司。Objet 在2000年初推出擁有專利的 PolyJetTM技術(shù)，目前世界500強企業(yè)中很多都在用其設(shè)備。
記者在展示現(xiàn)場，見到了他們生產(chǎn)的打印機和諸多打印出的模型。3D打印機并不神秘，它的外形和你公司的打印機看不出太多差別，方方正正的“鐵盒子”。而這些打印機能打印出的模型之精細(xì)超越想象，玩具人偶，人頭骨模型，鏤空花瓶，手機模型，汽車發(fā)動機模型，除了材質(zhì)，幾乎跟實物并無二致。
這些精細(xì)的原型是如何被“活生生”打印出的呢？想一下，一座房子是怎么用一塊塊紅磚砌起來的。
Objet中國區(qū)總經(jīng)理汪祥艮告訴本報記者，打印機噴頭噴射出的是一種光敏樹脂材料，噴頭沿X軸方向來回運動，就好像一臺行式打印機，同時噴射出一層非常薄的樹脂在工作成型托盤上。
當(dāng)樹脂被噴射到成型托盤上后，UV紫外線固化燈沿著噴頭工作的平臺射出UV紫外光，立即成型和固化每層的光敏樹脂材料，此步驟避免了使用其他成型技術(shù)需后期另外加工固化材料的過程。
完成一層的固化工作后，設(shè)備內(nèi)置的成型托盤將會精確的下降一個高度，打印噴頭將繼續(xù)噴射光敏樹脂進行下一層的打印和固化。一層一層，如此反復(fù)，直到整個模型打印制作完成。
“打印機的噴嘴口徑為42微米，噴射出非常微小的樹脂液滴，層厚只有16微米，目前為業(yè)界最薄。因此無論打印出的模型多么復(fù)雜，其表面都是光滑平整。”汪祥艮說。
成型模型的過程中使用了兩種不同種類的光敏樹脂材料，一種用來生成實際模型，另一種是類明膠狀的用來作為支撐。這種支撐材料由程序控制被精確地添加到復(fù)雜成型結(jié)構(gòu)模型的所需位置。例如一些懸空，空腔，底切，復(fù)雜細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)和薄壁等結(jié)構(gòu)。當(dāng)完成整個打印成型過程后，用內(nèi)置水槍就可容易滴去除這些支撐材料，留下光滑整潔的成型件。
它還能做些什么？
目前，3D打印機的主要作用還是使制造商和工業(yè)設(shè)計師降低產(chǎn)品開發(fā)周期的成本，并大大縮短新產(chǎn)品的上市時間。
但我們也可以對該技術(shù)有新的期許，比如去年9月，世界上第一輛“打印汽車”就曾亮相加拿大，那輛3D“打印汽車”名叫Urbee，是一輛三輪、雙座混合動力車。它使用電池和汽油作為動力。雖然單缸發(fā)動機制動功率只有8馬力，但由于其小巧輕便，最高時速可達(dá)112公里。
我們完全可以想象，在未來的某天，家里某處螺栓松了，可是手頭沒有工具，于是你用家用3D打印機打出一個多用扳手。孩子長高了，原來的自行車有些小，于是你打印了一輛大點的。也許你覺得有些不現(xiàn)實，可是二十年前你是否做過擁有一臺打印機的夢？
3D打印機“復(fù)制”宇宙飛船
據(jù)國外媒體報道，美國國家航空航天局正在研究一項被稱為“未來3D打印宇宙飛船”的技術(shù)，擁有了可3D打印的各種空間飛行器是個巨大的科技突破，美國國家航空航天局探索能否通過“打印復(fù)制”出廉價的機器人宇宙飛船，配備上相關(guān)的電子設(shè)備對宇宙進行探索，該想法如果成功實現(xiàn)，那將是對空間探索領(lǐng)域革命性的突破。目前，可打印的各種電子器件已經(jīng)被大眾所熟知，它們由噴墨打印機使用特殊的液體“復(fù)制”出導(dǎo)電通道、晶體管、電路甚至是光伏電池，比如Kapton薄膜就是一種聚酰亞胺薄膜，是性能非常好的絕緣材料，其由杜邦集團生產(chǎn)，可在較大的溫度變化范圍內(nèi)保持穩(wěn)定性。
通過這個技術(shù)，科學(xué)家就能“復(fù)制”出供機器人宇宙飛船使用的大量電子設(shè)備，包括了在探索天體途中使用到的各種傳感器，比如科學(xué)信息收集設(shè)備、數(shù)據(jù)處理、下行傳輸數(shù)據(jù)鏈以及通信系統(tǒng)。根據(jù)位于加利福利亞州帕薩迪納的美國國家航空航天局噴氣推進實驗室科學(xué)家坎德拉·舒爾特介紹：對于可3D打印的宇宙飛船，較為瘋狂的一點是，即沒有任何結(jié)構(gòu)可言，整艘宇宙飛船基本上就是一張紙。
世界首例3D打印下頜移植手術(shù)
據(jù)英國《每日郵報》報道，世界上首例由3D打印技術(shù)制作的人工下頜骨移植手術(shù)細(xì)節(jié)日前公布。移植手術(shù)于去年6月在荷蘭進行，接受移植的病人是名患有骨髓炎的83歲女性。術(shù)后她的恢復(fù)狀況良好，新的下頜骨并未影響她的語言表達(dá)和進食能力。
這項新的人造骨骼3D打印技術(shù)由比利時公司LayerWise和比利時哈瑟爾特大學(xué)的科研人員共同開發(fā)研制，而器官制作過程被稱為“疊加制作法（AM）”。通過該方法，技術(shù)人員可根據(jù)移植患者的具體需求來設(shè)計骨骼部件的效果圖，然后利用高精度的鐳射槍來熔解鈦粉，并將它們一層層地噴涂疊加起來，最終形成一個立體的人造骨骼部件成品。整個過程不需要任何的膠水或粘結(jié)劑。
據(jù)哈瑟爾特大學(xué)的尤勒斯·波肯斯教授介紹，作為世界上首例“訂制”人造骨骼部件，這項先進制造技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域里的應(yīng)用無疑是一項創(chuàng)舉。因為通過該技術(shù)制作的人造骨骼不僅精準(zhǔn)度高，而且其設(shè)計過程中還考慮到了患者術(shù)后其他相關(guān)生理機能的恢復(fù)與發(fā)展。
“去年6月的那次下頜骨移植手術(shù)非常成功，用時不到4小時。術(shù)后，患者在麻醉劑藥效減退后，就已經(jīng)可以張嘴說出一些簡單的詞匯，并且隔天就可以正常的對話和吞咽了。一般，類似的手術(shù)過后需要住院觀察14至28天，但這位患者由于恢復(fù)情況良好，術(shù)后4天便出院了。”波肯斯教授說。
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本文標(biāo)題：3D打印成型技術(shù)：看得見摸得著的真實
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