[科普中國]-“時髦”的3D打印

3D打印，是個時髦話題。3D打印的人像、電子零部件、服裝、鞋子已很平常。這些年來，一些大型物件，像房子、汽車也能被3D打印出來。3D打印看似無所不能，那它到底是什么呢？

3D打印是快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印常在模具制造、工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造。它在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計、建筑、工程和施工、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。

20世紀90年代中期，3D打印技術(shù)開始出現(xiàn)。它是利用光固化和紙層疊等技術(shù)，快速完成成型裝置的一種技術(shù)。它與普通打印工作原理基本相同，打印機內(nèi)裝有液體或粉末等“打印材料”，與電腦連接后，通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計算機上的藍圖變成實物。1986年，美國科學(xué)家Charles Hull開發(fā)了第一臺商業(yè)3D印刷機。1993年，麻省理工學(xué)院獲得3D印刷技術(shù)專利。2005年，市場上首個高清晰彩色3D打印機Spectrum Z510由ZCorp公司研制成功。2010年11月，美國打造出世界上第一輛由3D打印機打印而成的汽車Urbee。2011年8月，英國南安普敦大學(xué)的工程師們開發(fā)出世界上第一架3D打印的飛機。2012年11月，蘇格蘭科學(xué)家利用人體細胞首次用3D打印機打印出人造肝臟組織。2013年11月，美國德克薩斯州奧斯汀的3D打印公司設(shè)計制造出3D打印金屬手槍。2014年11月10日，全世界首款3D打印的筆記本電腦已開始預(yù)售了。2015年7月，由3D打印的模塊新材料別墅現(xiàn)身中國西安，建造方在三個小時完成了別墅的搭建。同一時間，美國舊金山的DM公司推出了世界上首款3D打印超級跑車——刀鋒。

從原理來講，3D打印和普通打印原理基本相同，只是打印材料有些不同。普通打印機的打印材料是墨水和紙張，而3D打印機內(nèi)裝有金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的打印材料，是實實在在的原材料。打印機與電腦連接后，通過電腦控制可以把打印材料一層層疊加起來，最終把計算機上的藍圖變成實物。通俗地說，3D打印機是可以打印出真實的3D物體的一種設(shè)備，比如打印一個機器人、打印玩具車，打印各種模型，甚至食物等等。之所以通俗地稱其為打印機，是參照了普通打印機的技術(shù)原理，因為分層加工的過程與噴墨打印十分相似。

3D打印過程是先通過計算機建模軟件建模，再將建成的三維模型進行切片，完成逐層打印要求，從而指導(dǎo)打印機分層打印。

3D打印技術(shù)還在不斷革新。中國的3D 技術(shù)也處在世界發(fā)展前沿。相信在不久的將來，它必將改變著我們的生活和世界。