神奇的3D打印:打造你想要的任何物品
走进这家中心大厅,映入眼帘的是两台高达两米多的3D打印机在繁忙地工作着。研究员崔国起为我们揭开了这些神秘机器的面纱,展示了其中的一台3D打印机的内部工作状态。
白色的粉末被均匀地撒在工作台上,一束红色的激光迅速扫过,一层精美的图案逐渐显现。这是树脂材料在计算机的精准控制下,通过激光的扫描而逐渐固化的过程。每一层的扫描和固化都是无缝衔接的,仿佛这些物质在空气中“生长”出来一般。崔国起解释道,这就是3D打印的魔力所在,它将人们的设计转化为立体的构件。
这些构件的形状是根据用户的需求提前设计好的,每一次扫描都是根据预先设计的数据来完成的。这项技术在众多领域都有着广泛的应用,从珠宝、鞋类、工业设计到建筑、工程和施工(AEC)、汽车、航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程,甚至是枪支制造等等。可以说,3D打印技术能够创造出你想要的任何物品。
那么,是否可以直接打印金属材质呢?崔国起告诉我们,当然可以,但是这需要激光拥有足够的能量,并且成本较高。为了制造金属零件,他们通常采用激光制模和精密铸造联动的方法。使用3D打印技术制作一个铸造模具,然后通过石蜡铸造工艺,生产出所需的金属物件。这种工艺制造的金属零件强度高于普通铸件,而且制造成本相对较低。
那么,究竟什么是3D打印呢?现场的科技人员为记者进行了一场生动的“科普”。3D打印技术是近30年来兴起的一项集光机电、计算机、数控及新材料于一体的先进制造技术。与传统的制造方法不同,3D打印是通过将粉末、液体、片状等离散材料逐层堆积,如同“自然生长”一般,形成三维实体。人们形象地称其为“3D打印”,也被称为“快速成形”,学名称为“增材制造”。