3D打印的魔法時代

你是否想擁有哆啦A夢的百寶袋？3D打印可以讓這個夢想觸手可及。只要擁有一臺3D打印機，你就可以在家里變出各式各樣的寶貝。

人們已經(jīng)用3D打印機打印出了汽車、巧克力、泳衣甚至房子等物品，前不久，我國首家3D打印照相體驗館落戶西安高新區(qū)，人們等上兩個小時，便能拿到自己的立體版頭像。

3D打印是一項非常有意思的實用技術(shù)，它開啟了打印的魔法大門！

3D打印，即三維打印，與普通打印機只可以在平面上打印文字和圖形不同，它可以輕松地打印出任何三維物體。

雄偉龐大的建筑物，可以在工地上“打印”建造；翱翔藍天的飛機，能夠在流水線上“打印”生產(chǎn)；長在身上的器官，可隨時“打印”復(fù)制；家里來了客人，杯子少了，只要在網(wǎng)上找個自己喜歡的杯子模型，在家用3D打印機打印出來就可以用了……

3D打印聽著玄乎，但原理很簡單。首先計算機會將3D模型切分成很多薄層，然后3D打印機會像普通打印機一樣把每個薄層打印出來再將其疊加成最終成品。只是它不打印在紙上，而是一層層地打印出立體物品，打印時用的材料也不是墨，而是薄膜或者陶瓷、金屬粉末等。

3D打印已經(jīng)成為一種潮流，無論你想要什么，3D打印機都可以打印出來?？赡苣銊偛懦缘臇|西就是用3D打印機打印出來的。

在各行各業(yè)中，3D打印大展身手，我們一起來看看各種各樣的3D打印產(chǎn)品吧。

機器人也能用3D打印機“打”出來？

沒錯，日本Brave Robotics公司用一部定制3D打印機按照1：12的比例打印了一個3D版機器人，在東京Maker Faire展覽會上展出。

這個機器人可厲害了，能走、會射擊，甚至可以很快地變成一臺汽車，簡直就是真實版的“變形金剛”。

整個機器人套件包括無線控制器、4個電池、充電器和動作編輯軟件。當(dāng)變成遙控汽車時，它還可以從胳膊中發(fā)射出小飛鏢。

從2002年開始，Brave Robotics就生產(chǎn)了數(shù)款原型產(chǎn)品，從一雙簡單的大腿到精密機器，全都依賴于自制3D打印機。2030年前，他們還可能會制造出第一個可真人駕駛的“變形金剛”機器人。

兩歲的小女孩艾瑪患先天性多關(guān)節(jié)攣縮癥，她生下來就不能自如地活動身體關(guān)節(jié)，甚至連擁抱都做不到。由于年齡太小，她無法佩戴市面上生產(chǎn)的金屬機械臂。

美國科學(xué)家將成人使用的機械臂按比例縮小，并將“打印”命令輸入3D打印機，別出心裁地打印了一副成型的機械臂。

由于塑料重量比金屬輕，艾瑪可以戴著這副塑料機械臂自由活動雙手，比如她可以用手拿起玩具，能夠自己吃東西，也能和媽媽擁抱。因此，她把這副機械臂叫做“神奇手臂”。

3D打印塑料制品已經(jīng)過時，以金屬、陶瓷為打印材料的3D打印不再時尚，而最前沿的3D打印機能夠輕而易舉地處理更加原始的材料——木材。

使用木材作為3D打印的耗材感覺很特別，打印出來的作品看起來像介于硬紙板和纖維板之間的物質(zhì)，而且可以用油漆上色。

不過在不同溫度下，打印出來的產(chǎn)品顏色不同，低溫的時候產(chǎn)品顏色比較淺，像松木色；高溫的時候，產(chǎn)品顏色比較深。如果高低溫轉(zhuǎn)換，產(chǎn)品表面會形成紋理。

3D打印木材有什么了不起，以巧克力為原料的3D打印更有創(chuàng)意。

由英國艾克賽特大學(xué)科學(xué)家制作的3D打印機給人耳目一新的感覺，這個打印機打出來的不是油墨，而是巧克力。

巧克力打印機由平面影像開始打印，然后將一層層巧克力薄層堆疊成立體形狀。不只是打印可以吃的巧克力，3D巧克力打印機使用液態(tài)巧克力作“油墨”，可打印出既具實用功效又能食用的巧克力日用品和服裝。

作為巧克力愛好者的你，是不是特別想擁有一臺3D巧克力打印機呢？

世界首款3D打印汽車名為“Urbee”，它的車身由特制3D打印機層疊建造。

Urbee用了15年才研制出來，它采用汽油和電力混合發(fā)動機，有3個車輪、兩個座位，在緊急情況下可以使用內(nèi)燃機。

雖然單缸發(fā)動機功率只有8馬力，但由于它小巧輕便，最高時速可達112千米。它的外觀時尚前衛(wèi)，其造型設(shè)計接近科幻電影《第五元素》中的汽車風(fēng)格。

與其他奇特的新概念汽車不同，這款汽車更加經(jīng)久耐用，至少能使用30年。

“閃亮小人”不是一個人哦，它是一個用3D技術(shù)打印的立體風(fēng)箏。

這個風(fēng)箏采用雙翼模型，呈蜂窩狀結(jié)構(gòu)，看起來似乎很笨重，但它仿佛有生命般，會翻滾，甚至可以真正地飛向天空。

“閃亮小人”立體風(fēng)箏采用輕型材料和對稱模型，主要部件包括碳纖維棒、手工縫制的帆船布以及一種經(jīng)過特別設(shè)計及3D打印的尼龍連接器，其中獨立的原件有23000多個。

英國南安普敦大學(xué)的工程師用3D打印機“打印”出世界第一架無人駕駛飛機SULSA。這架無人駕駛飛機，從機翼、整體控制面到艙門等所有部位全部由3D打印而成。

工程師首先設(shè)計出飛機樣本，然后用尼龍激光燒結(jié)機層層打印出塑料或者金屬結(jié)構(gòu)部件。這些部件之間沒有扣件，使用卡扣固定技術(shù)連接在一起。因此，整架飛機可在幾分鐘內(nèi)完成組裝并且無需任何工具。

SULSA飛機機翼長2米，最高時速可達160千米，而且在飛行的時候，幾乎沒有任何聲響，可用于旅游、郵遞等業(yè)務(wù)。

SULSA從設(shè)計到試飛只用了幾天時間，如果你想隨時完善不如意的地方，可及時進行調(diào)整。

如果你住在自己打印的房子里，里面都是自制的家具、廚具和餐具，會是什么感覺呢？

南加利福尼亞州大學(xué)霍什耐維斯教授研發(fā)出了輪廓建筑工藝技術(shù)。2004年，他曾運用這項技術(shù)打印出了長約1.52米、高0.91米、厚0.15米的建筑部件。

這項技術(shù)經(jīng)過不斷改進，不僅能夠打印方形、圓形、環(huán)形甚至不規(guī)則形狀的房屋部件，將來也有能力打印一整棟房子。

若要3D打印房子，工人們先要在修建房子的空地上安裝巨大的打印設(shè)備，這個設(shè)備的外觀有點像建筑行業(yè)中使用的兩邊有滑軌的巨大行車，只不過行車橫梁上通常用來裝吊貨物的地方裝有巨大的給料器。然后3D打印機會按照房屋三維設(shè)計圖穩(wěn)定均勻地擠壓出混凝土，層層打印疊加出房子。

根據(jù)估算，建好一棟約232.3平方米的房屋僅需要20小時左右。

外形看上去酷酷的仿真吉他ODD Spider，是由3D打印機打印出來的，它安裝上琴弦和琴頸后，就能演奏音樂，絕對讓吉他迷們瘋狂。

ODD Spider由德國一家小提琴制作公司用塑料粉末燒結(jié)系統(tǒng)加工制作而成，其使用的Polyamide 2200原料可以被染成任意顏色。

琴弦下面的面板可以被打印成不同形狀，而且我們可以在面板上鑲嵌形象逼真的蜘蛛或者蝴蝶等。

名為“Glove One”的手機像手套一樣，人們可以輕易地將它戴在手上。

雖然它不是第一部可穿戴手機，但它非常精美，外觀相當(dāng)拉風(fēng)，看上去就像未來戰(zhàn)士的金屬手套。最特別的是，手套的每個部件都是用3D打印機打印出來的。

盡管它還只是一部原型機，但已具備一些功能。

它的“關(guān)節(jié)”可以靈活轉(zhuǎn)動，每個“關(guān)節(jié)”上都有一個物理撥號按鍵。戴上它后，你只需按按鍵，然后做出打電話的手勢，用拇指和小指分別作揚聲器和話筒，便可接通電話。

它通過迷你USB接口充電，當(dāng)然，它也有SIM卡插槽。

3D打印設(shè)備——3D打印機對于3D打印而言絕對功不可沒，是3D打印的大功臣。

3D打印技術(shù)不斷進步，3D打印機之間的比拼又如何？

世界最大的3D打印機有多大？

Objet 1000是目前世界上最大的打印機，它能夠容納約108千克的樹脂（3D打印原材料），這就已經(jīng)比許多3D打印機還要重了。

Objet 1000是同類別3D打印機的3倍，擁有1000mm×800mm×500mm的可打印面積，同時還繼承了Objet公司世界一流的3D打印精度，能刻畫出16微米的打印層。

更厲害的是，Objet 1000支持同時以14種打印材料完成作業(yè)。

有了這種大型3D打印機，直接打印整個自行車車架都沒有問題。到時候，在自行車賽上出現(xiàn)清一色的3D打印自行車，你可別太驚訝哦。

Concept Laser公司生產(chǎn)的3D打印機以金屬粉末作為原材料，而融化金屬采用的“武器”是高溫的激光束。

Concept Laser的3D打印機可以應(yīng)用在貴金屬首飾加工，或鈦合金材料部件加工上。

MCOR打印機使用辦公用紙作為打印原材料，非常環(huán)保。

這種打印機將常見的書本紙膠合，然后一把刀具會一遍又一遍地在“紙塊”上把3D模型雕刻成產(chǎn)品。

近期，MCOR公司又推出了新款的MCOR Iris，增加了彩印功能，這樣，打印出來的3D產(chǎn)品將不再只有白色的。

雖然造紙業(yè)污染嚴重，但是把紙張作為原材料進行3D打印不會造成污染，而且MCOR膠合紙張使用的膠水也是綠色環(huán)保的樹膠。

有的3D打印機用塑料作原材料，有的用固化復(fù)合樹脂或巧克力打印，VoxelJet公司則推出了一系列以沙土作為打印原料的3D打印機。

VoxelJet 3D打印機采用固體顆粒（沙子）和膠水作為打印原材料，以此制造金屬鑄造中使用的模具。

這種3D打印機打印出來的成品有空隙，可以直接將鐵水等液態(tài)金屬澆注進去，當(dāng)模具內(nèi)的金屬冷卻后，直接用錘子把沙模敲碎，這樣一件實體模型就做好了。

3D打印，咱普通人玩得起嗎？

3D打印其實很簡單，一臺輕便的3D打印機在手，我們就是最時尚的3D打印達人?？?D打印也不簡單，兩大法寶——三維模型和特殊材料樣樣少不了。

要花多少錢才能3D打?。?D打印機在現(xiàn)實生活中是否普遍？

我們點擊進入淘寶網(wǎng)，直接查詢“3D打印機”，便會看到數(shù)百條搜索結(jié)果。3D打印機的價格從幾千元到幾萬元不等，最便宜的只要3000多元。難道3000多元就可以買臺3D打印機在家3D打?。?/p>

沒錯，用3000多元的3D打印機打印小東西足夠了。這種3D打印機只有一張桌子那么大，上面有個半透明的罩子，它連接電腦，便能快速打印出各種小模型。

你看，半個多小時的時間，一個塑料扳手就成型了。它不僅僅是個模型，頂端還能轉(zhuǎn)動，與真扳手一樣，只不過是塑料制成的。

不少3D打印愛好者自己制作3D打印機，成本并不高。只要有時間，自己在家打印個水杯或者塑料盒等，還是蠻有趣的。

除了價格比較實惠外，很多3D打印機很輕便。比如世界上首部便攜3D打印機Portabee大概只有2.8千克，只需幾秒鐘，我們便可以把它折疊好，放入電腦包中。

要想打印出立體產(chǎn)品，產(chǎn)品的三維模型可少不了。很多人往往只關(guān)注3D打印的過程，卻忽略了最核心的三維模型。

建立三維模型主要有兩種方法：一種是用掃描儀對已有物品進行掃描，然后利用得到的數(shù)據(jù)在電腦上畫出三維結(jié)構(gòu)，另一種是用軟件直接畫出三維模型。

后一種方法可以滿足我們自由創(chuàng)作的需要。無論想打印什么，只需要發(fā)揮自己的想象力畫出來就可以了，可并不是每個人都懂得用3D軟件建模。

現(xiàn)在有一款名為Photofly 的軟件，只要有一張圖片，我們就能運用這個軟件把圖片生成三維模型。

而且不少國外公司也已經(jīng)把各種三維模型貼在了網(wǎng)上，例如Tinkercad 等網(wǎng)站。我們可以登錄這些網(wǎng)站，按照上面的方法在線建模。一張照片或者其他二維圖片，都能通過程序轉(zhuǎn)換成3D模型。

有了三維模型后，下一步就要把這個模型進行切片處理，得到許多個類似切片面包的“片層”。當(dāng)然，這些“片層”要比切片面包薄很多，其厚度比頭發(fā)絲還要細。之后，我們可以根據(jù)“片層”的數(shù)據(jù)逐一打印它們。

3D打印時，還必須選好打印材料，因為它直接關(guān)系到產(chǎn)品的性能。

例如，在用激光固化法進行打印時，必須選用光敏樹脂這一材料，才可以打印出尺寸精度較高、表面光滑的產(chǎn)品。

激光固化法以光敏樹脂為原料，紫外激光在計算機的控制下，會按照各片層的數(shù)據(jù)對液態(tài)光敏樹脂表面逐點掃描，使被掃描區(qū)域的樹脂薄層產(chǎn)生聚合反應(yīng)而固化。

一層固化完畢后，3D打印機工作臺下降，在原先固化好的樹脂表面再敷上一層新的液態(tài)樹脂以便進行下一層掃描固化，新固化的一層牢固地粘合在前一層上，如此重復(fù)直到整個原件打印完畢。