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3D打印:颠覆传统制造的革命

发表于:2019-07-12 10:53 作者:新闻小编 来源:新闻小编

  体验者站在白色背景布前,工作人员用一台鞋盒大小的手持3D扫描仪对其进行360度扫描以获得相关立体数据。数据经计算机处理后生成3维虚拟图像,之后轻轻点击打印,材料便通过一架机器的喷头喷出逐层挤压堆积成型,一个15厘米高的体验者微缩版的立体人像就打印出来了,其表情、举止、动作等丝毫不差。这是北京工业设计创意产业基地的一家打印馆里经常上演的精彩3D照相科技秀。在这家名为上拓3D打印体验馆内,所有陈列品包括易拉罐、运动跑鞋、卡通人偶、建筑石板都是经过一种3D打印的方式生产出来的。

变革传统生产生活方式

  3D打印其实不像听起来那么神秘,就是应用计算机软件设计或实物三维扫描,把获取的数据导入特定的快速成型设备(俗称3D打印机),通过添加式构造法逐层打印出产品。这个过程其实就是将实际物体沿某一坐标轴进行分层处理,将三维物体进行虚拟化的切片,得到无数个二维界面,由此形成每层截面的二维数据。然后再按照特定成形方法和技术每次只加工一个截面,并将多个截面自动叠加,这一过程反复进行,直到所有的截面加工完毕生成3D实体原型。打个比方,3D打印就像盖房子,一层层往上垒砖砌墙,只不过用的不是方砖水泥,而是工程塑料、粉末、尼龙、光敏树脂,甚至是金属、陶瓷等不同材料。

  3D打印技术目前应用领域非常广泛,包括文物复制、医疗器械、建筑、教育、航空航天、文化创意等。该技术代表了未来制造业向信息化、智能化发展的方向。英国《经济学人》曾这样描述该技术对生产方式的深刻影响:未来的工厂,大多数的工作将不是在车间完成,而是在办公室展开,那里会坐满设计师、工程师、IT专家、物流专家、营销人员和其他专业人士。

推动产品更具个性创意

  让每个人的创意都有实现的可能。叁迪网的负责人告诉记者他们的愿景。

  想要一双完全合脚,又符合个性设计理念的鞋?根据脚形的三维扫描数据,打印机可以打印出完全贴合脚掌、脚面的鞋。同时,你还能在电脑上设计鞋子的表面花样、鞋底纹路。上拓3D打印体验馆CEO张乐奎介绍。

  北京工业设计创意产业基地已建起中国工业设计技术服务联盟,以3D打印技术为核心,整合了国内外39家从事3D打印技术的机构。作为该联盟的龙头企业,上拓科技还创办了中国首家3D打印电子商务平台叁迪网,提供在线3D打印、3维数字模型的个性化定制,3维扫描、检测、逆向建模、创意产品销售等服务。

  目前,如果个人有兴趣,可以通过网络将创意上传到叁迪网,根据材料和打印的尺寸进行计价。记者在一份价格表上看到,一个大约15厘米高的陶塑,价格大约在600元人民币左右。价位目前是还比较高,但随着技术的推广,价格早晚会降下来。3D打印已渐渐从后端的工业模型设计直接走向消费者。北京工业设计促进中心主任陈东亮说。

  自购一部3D打印机甚至也不是离谱的事儿。记者在现场看到,机器是50厘米见方透明的盒子装,周边是淡蓝色调,打印规格为20厘米以内的小模型,售价约2万元人民币。

受制材质和拼接技术障碍

  北京工业设计促进中心负责人表示,3D打印技术是制造方式和手段的革命化创新,代表着未来制造业信息化、智能化的发展方向,也会使生活更丰富多彩。目前,3D打印较多用于机械制造业领域设计的验证阶段,可大大节省工业样品制作时间,缩短研发周期,降低以往在设计验证中因开模具所耗费的时间和资金成本。

  3D打印技术的前景无疑令人神往,或许在不久的将来,我们的电脑显示器可以在几小时内被打印出来;飞机机翼坏了可以利用3D打印技术再制造一个;在医疗领域,可以打印器官挽救生命美国南加州大学教授比洛克霍什内维斯甚至说,给他两年就可以打印出一幢房子。

  要做到这些,专家认为必须实现一些关键性突破。首先,要丰富打印材质,例如,要扩大可打印食品的食材选取范围,找到更适宜打印成飞机机翼的特殊金属材料,找到用来打印器官的无排异现象生物组织。其次,要开发拼装技术,比如要完成一辆汽车的打印,在完成其零部件打印后,必须要有把零件装配起来的拼装技术。实现这些关键性突破也许遥遥无期,也许近在咫尺。但无论如何,3D打印都是一场颠覆传统制造的革命。

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