原创 请给我打印一个燃油泵

     美国一些地方开设有三维复印店，用户可以拿着自己的东西或设计的三维图形文件到这些商店进行三维打印。

原文标题：三维立体打印机 出处：早报网 日期：2006-07-24

　　你听说过三维打印吗？一按电钮，你就能打印出一座房子，你就能打印出你想要的任何东西。呵呵，听起来像是神话故事，不过是真的。3D打印机可以把虚拟的物体立即变成真实的模型。现在，这类产品已经用在了国际空间站上。

3D打印机使“立即制造”成为可能

　　科技发展日新月异，匪夷所思。1990年代中叶，当美国航空巨子波音公司，帮助建造国际空间站时，工程师们需要制作50个小塑料盒子，每个盒子的形状都不一样，他们估计，如果要把它们一一筑模成型大概要花9个月的时间才能做好。但是时间太紧，他们只好另找捷径。

　　为了实验他们的设计组合起来合适与否及在低压的太空环境能否使用。设计人员打算用很便宜的纸盒拷贝模拟，以制作出以后的真品。他们这回采用的是一种制作样品的新方法，叫做快速打样或原型速成（rapid prototyping）。在计算机屏幕上设计好盒子的形状，然后将图形输入到3D打印机里，就可以将虚拟的物体变成真实的模型。它是靠激光将微小的尼龙微粒融合在一起，一次建好一层。这就叫做“选择性激光烧结”，它能在几小时内就做好盒子。

　　这些造价低廉的盒子通过了测试，这一下引起了人们的争论。波音公司的一位冶金专家克力夫·布兰普敦说，“如果它们能通过测试，为什么不把它们用在空间站上呢？”最终，这些盒子等到了那一天。如今， 50个这样快速制造的形状各异的盒子已装在了国际空间站（ISS）的地球轨道上。

　　从那个时候起，人们就开始设想3D打印了，终极目标是打印“可以用在任何地方的任何东西”。美国军方提到要为其坦克制造在遥控区域内备用的零件。未来学家则预言：将来每家每户都会有3D打印机。网络社会学家霍华德·莱茵戈德也在思考这一问题。

　　但是至今，这场用户的革命尚没有到来。5年前，一台3D打印机价值250,000美元，现在只需要30,000美元。3D打印机虽然已经便宜了很多，但还不够便宜。

       “我们还没有到达PC的快速打样工业阶段，不过，就快了。”福特科林斯沃勒学会的分析家泰瑞沃勒认为，这就好比桌上型电脑取代80年代的大型主机一样。

3D打印机制作的建筑模型

　　现在，已经有很多种3D打印的技术了。人们在喷墨打印机的基础上，已经建立起能在紫外光下固化的聚合物，或者叠加起来能形成3D形状的薄胶片。但是，打样是一回事，制造东西又是另一回事。比如：设计人员要造一把椅子，就得先检查所有的部件组合在一起是否合适，是否舒服。这种打样只需持续几个小时。但是做出的成品椅子却要经受数年的承重考验。所以除非已了解了材料的性质，比如强力和耐力，设计者通常不采用一般的材料。如今，人们已经基本了解了3D打印机所用分层材料的性质。

　　一旦了解了这些材料的性质，这项技术就要求产生有很大把握小量的一次性的设计。也许比采用传统的方法更省钱省事。波音公司的F-18飞机上，就有100个不同的尼龙打印零件，大部分都是冷却系统的管道。他们甚至还打印出了宇宙飞船主要引擎的零部件。On Demand Manufacturing公司（隶属于波音公司）的主任技术官员布来姆顿说：对于这种重量轻、结构又非常复杂的零件，采用这种3D打印技术是很划算的。

　　激光烧结，为新泽西皮斯卡塔韦的西门子听力仪器公司带来了利益，他们生产客户定做的助听器。该公司生产一种耳塞的硅胶压模，他们首先用计算机扫描人的耳道，接着就创建出其计算机模型，然后再用3D打印机做出一个，把电子装置放进去的尼龙类的聚合体外壳。结果接制成了一个量身定做的，几乎看不出来的助听器。

　　西门子公司的工作人员说，以前这项技术的每一步都是由手工制作的，容不得一点差错。现在，有了3D打印技术，一切就简单了。

　　沃勒预言：3D打印将出现新的市场商机，或许那一天，它们真能出现在当地的购物中心里。当技术问题解决以后，小企业、学校甚至一般住户都有可能一按电钮就做出他们想要的东西。

　　三维打印机多使用从蜡到塑料或陶土的材料进行打印，人们甚至可以用导体、半导体和绝缘的聚合物做出整个的电子线路板。但现在，还没有找到一个绝好的办法直接打印金属物体。

　　和采用塑料材料打印一样，物体也是一层一层建立起来的，是利用激光把一种金属，比如钢的细小颗粒融合，覆盖在一个聚合体表面。当激光熔化并加热烧掉了聚合物，当然也熔化了部分金属粒子后，大部分金属颗粒聚合成型，一个独立的金属物体形状乍现。最后一步就是用另外一种熔铸的金属，比如，青铜来填补金属粒子间的空隙。

ZPringer 450型3D打印机（美国Z公司出品）

“打印”过程演示（视频）

　　最大的问题就是，这些材料的性质很难于预测和控制。On Demand Manufacturing公司的克里夫·布来姆顿预计，小量生产复杂金属零件将带来巨大的利益。他的公司已将目标锁定在火箭工业、飞机和宇航的精密零件。

【相关链接】

1  立体成像不是梦 商用三维打印机纵横谈，企业博客网， 2007-08-11

       原理：三维打印机在过去通常又被称为“快速成型机”，其工作原理与喷墨打印机比较相似。通过对电脑中三维软件的识别，进行STL（三角网格格式）转换，再结合切层软件确定摆放方位和切层路径，并进行切层工作和相关支撑材料的构造。最后使用喷头将成型材料加热成半熔融状态之后挤出来，与支撑材料自下而上，一次一层的构铸成最终实体。简单点说，可以理解为软件把物体分成若干个横截面，而三维打印机将这些横截面一次一层的沉淀、堆积，最终形成我们所需的实体。

       应用：

     （1）制造业：设计师将电脑中的效果模型转变为实物，便于交流和演示。

     （2）军事：制作立体地形图。

     （3）医学：利用三维扫描仪对患者的耳蜗进行扫描，然后制作与患者耳蜗尺寸一致的人工耳蜗。

     （4）教育领域：制作演示、实习模型。

     （5）博物馆：复制藏品、制作仿真展品。

     （6）家庭用户：设计、制作装饰品及个性化的餐具、玩具等。

2  三维立体打印机设备浮出水面，CNET科技资讯网，2007-04-06

3  美国Z公司三维打印机产品中国一级代理：上海交大慧谷