一個(gè)帶蓋子的小茶壺?cái)?shù)十分鐘就打印完成
晨報(bào)記者 周思立
看過(guò)3D電影，玩過(guò)3D游戲，查過(guò)3D地圖……那么，你見(jiàn)過(guò)3D打印機(jī)嗎？和普通的辦公用打印機(jī)不同的是，這種3D打印機(jī)，打出的不是紙面上的文字，而是立體的物品。昨天，在靜安區(qū)青少年活動(dòng)中心，記者見(jiàn)識(shí)了這種“神奇”的打印機(jī)，好奇的學(xué)生趁著這個(gè)暑假，用它打印出了自己設(shè)計(jì)的齒輪、機(jī)器人部件和各種有趣的設(shè)計(jì)。
掌握3D打印技術(shù)的交通大學(xué)王成燾教授，已將其運(yùn)用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，打印出來(lái)的“人骨”可直接植入體內(nèi)。國(guó)外科學(xué)家已經(jīng)開(kāi)始嘗試打印汽車(chē)、鞋子甚至是房子等。未來(lái)，隨著3D打印機(jī)的民用化，想要什么可能不再需要上街購(gòu)買(mǎi)，自己在電腦里設(shè)計(jì)完成之后，直接打印出來(lái)就行了。
打印的不是紙是立體物品
眼前的這臺(tái)3D打印機(jī)，是個(gè)四四方方的長(zhǎng)方體，大小和一個(gè)電腦機(jī)箱差不多，中心位置有一個(gè)連接電路的噴頭，噴頭不斷地“吐出”許多類(lèi)似塑料纖維的“絲”。
這些“絲”是什么？靜安區(qū)青少年活動(dòng)中心創(chuàng)意夢(mèng)工廠負(fù)責(zé)人莫一明老師告訴記者，普通打印機(jī)需要的是紙張和墨水，但這臺(tái)3D打印機(jī)打印出來(lái)的則是一種ABS塑料材質(zhì)，打印機(jī)會(huì)先將它加熱熔解，再以“絲”的形式噴出來(lái)。
那這些“絲”最終會(huì)變成什么？莫老師指著打印機(jī)連接的電腦，電腦屏幕上顯示的是一個(gè)通過(guò)三維設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)的茶壺，“這些‘絲’最后會(huì)層層堆積粘結(jié)成電腦里設(shè)計(jì)好的模型，你設(shè)計(jì)的是什么尺寸和形狀，它都可以按照指令給你一模一樣的打印出來(lái)。”
按下命令鍵，57分鐘后，記者看到一個(gè)小小的茶壺就這樣被打印了出來(lái)。從打印機(jī)上拿下來(lái)時(shí)，還有些熱呼呼，表面比較光滑，茶壺內(nèi)部也是空心的，完全可以使用。莫老師告訴記者，ABS塑料材質(zhì)的成本大約是每千克150元，打印這樣一個(gè)約10克左右的茶壺，成本在2元上下。
DIY3D打印機(jī)僅四五千元
靜安區(qū)青少年中心目前購(gòu)買(mǎi)了兩臺(tái)3D打印機(jī)，以及配套的3D掃描儀，定期開(kāi)設(shè)相關(guān)課程，免費(fèi)供有興趣的學(xué)生學(xué)習(xí)三維設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造，打印自己設(shè)計(jì)的機(jī)械零件等。在創(chuàng)意夢(mèng)工廠里，記者看到了學(xué)生設(shè)計(jì)打印出來(lái)的卡通人物、齒輪零件等。
這樣“神奇”的打印機(jī)是不是也是天價(jià)？莫老師笑著說(shuō)，一些高級(jí)的3D打印機(jī)售價(jià)高達(dá)數(shù)十萬(wàn)甚至上百萬(wàn)元，但這樣一臺(tái)小型3D打印機(jī)，售價(jià)只要八九千元，耗材也是平價(jià)的ABS塑料絲。因?yàn)閮r(jià)格相對(duì)“親民”，如今這樣的民用3D打印機(jī)已經(jīng)進(jìn)入了很多科技發(fā)燒友家中。“簡(jiǎn)易的3D打印機(jī)甚至可以自己DIY。”莫老師告訴記者，在網(wǎng)上可以下載制作這樣一臺(tái)打印機(jī)所需要的所有電路圖、印板圖、機(jī)械裝配圖、元器件清單、所使用的源代碼以及調(diào)試檢修方法等，然后一一裝配起來(lái)，就能制作完成。DIY一臺(tái)3D打印機(jī)的成本，大約只要四五千元。網(wǎng)絡(luò)上還有專(zhuān)門(mén)的3D打印網(wǎng)站和論壇等供大家交流經(jīng)驗(yàn)、探討技術(shù)。
打印“人體器官”用于手術(shù)
靜安區(qū)青少年中心的學(xué)生通過(guò)3D打印機(jī)，嘗試和感受創(chuàng)造發(fā)明的樂(lè)趣，而交通大學(xué)王成燾教授的團(tuán)隊(duì)已將3D打印技術(shù)帶入醫(yī)院，直接介入高尖端的手術(shù)治療中。“這是之前打印的一只‘耳朵’。”工程師袁建兵從一臺(tái)專(zhuān)業(yè)的3D打印機(jī)內(nèi)，拿出的一只“耳朵”，十分逼真，只不過(guò)摸起來(lái)是硬硬的。“有病人因?yàn)橐馔猓チ艘恢欢洌覀兙陀?D掃描儀對(duì)病人的另一只耳朵進(jìn)行掃描，然后將采集的數(shù)據(jù)輸入電腦，在電腦里建立了一個(gè)1：1的模型，再通過(guò)3D打印機(jī)打印出來(lái)。”袁建兵告訴記者，醫(yī)生可以根據(jù)這只打印出來(lái)的“耳朵”，采用人體不排異的材料，制作出仿真的義耳。袁建兵說(shuō)，打印這樣一只耳朵，最多只需要花費(fèi)一個(gè)小時(shí)左右。
除了耳朵，通過(guò)CT掃描，3D打印機(jī)能打印各種“人體組織”，用來(lái)對(duì)骨頭、腎臟甚至心臟的病損組織進(jìn)行修復(fù)。目前運(yùn)用最為廣泛的是利用打印設(shè)備打印出各種尺寸的骨骼模型，不僅可以拿來(lái)給病人講解手術(shù)方案，還可以打印各種手術(shù)模板，在手術(shù)中直接使用。
團(tuán)隊(duì)的李祥博士說(shuō)，未來(lái)，用金屬材料直接打印的人工骨骼還可以支持人體骨骼細(xì)胞在其中生長(zhǎng)，使這種人工骨既具有足夠的強(qiáng)度，又可以與人體完美融合。
未來(lái)“想得到就能打得了”
如今，3D打印機(jī)已經(jīng)逐漸運(yùn)用到機(jī)械制造、醫(yī)學(xué)、動(dòng)漫、設(shè)計(jì)、建筑等多個(gè)領(lǐng)域，對(duì)于其未來(lái)的發(fā)展前景，莫一明和王成燾都表示，只要想得到就能打得了。理論上來(lái)說(shuō)，打印機(jī)的技術(shù)已日趨成熟，未來(lái)要研發(fā)的，是更多打印新材料的開(kāi)發(fā)以及3D打印在實(shí)際生活中的應(yīng)用。
莫老師舉例說(shuō)，前不久同事家里一件家具的一根轉(zhuǎn)動(dòng)軸斷了，怎么也配不到合適的，最后是用電腦根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的尺寸和大小制作了一個(gè)三維模型，再通過(guò)3D打印機(jī)打印出來(lái)，往家具上一裝，十分匹配。
你想換一個(gè)手機(jī)殼，設(shè)計(jì)一個(gè)，立刻打出來(lái)；想要一套新的餐具，沒(méi)問(wèn)題，一樣可以打印……在國(guó)外，已經(jīng)有科技愛(ài)好者打印出一臺(tái)汽車(chē)，還有人設(shè)計(jì)制造了一臺(tái)超大的3D打印機(jī)，直接打印了一棟房子。有發(fā)燒友甚至用一臺(tái)3D打印機(jī)制造了另一臺(tái)3D打印機(jī)，除了金屬零件和電子電路，其他全部用3D打印機(jī)打印。
未來(lái)，3D打印機(jī)將繼續(xù)改變我們的生活，每個(gè)人都可以打印自己設(shè)計(jì)的首飾、鞋子、衣服，乃至家具、房間，更不要說(shuō)那些小擺設(shè)等。如果不會(huì)設(shè)計(jì)，也沒(méi)關(guān)系，上網(wǎng)就能購(gòu)買(mǎi)到那些由專(zhuān)業(yè)的3D設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)好的模型，只要下載下來(lái)，就能直接打印了。
[新聞背景]
1994年，美國(guó)麻省理工學(xué)院的幾位科研人員發(fā)明了“3D打印”技術(shù)，并申請(qǐng)了專(zhuān)利。
1997年，一家名為Z-corporation的公司，把3D打印技術(shù)推而廣之。2010年，一位名叫恩里科·迪尼的發(fā)明家設(shè)計(jì)了3D打印機(jī)，功能上與激光成型技術(shù)一樣，采用分層加工、疊加成形，即通過(guò)逐層增加材料來(lái)生成3D實(shí)體，與傳統(tǒng)的加工技術(shù)完全不同。稱(chēng)之為“打印機(jī)”是參照了其技術(shù)原理，因?yàn)榉謱蛹庸さ倪^(guò)程與噴墨打印十分相似。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，3D打印是斷層掃描的逆過(guò)程，斷層掃描是把某個(gè)東西“切”成無(wú)數(shù)疊加的片，3D打印則是一片一片的打印，然后這些自帶粘性的材料疊加到一起，成為一個(gè)立體物體。
3D打印目前還是一個(gè)相對(duì)稚嫩的技術(shù)，還有很長(zhǎng)的路要走，但未來(lái)令人充滿(mǎn)期待。
