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衣食住行无所不包 看看未来世界的打印机
丝晨 发表在 科学探索 华声论坛 http://bbs.voc.com.cn  第01页：3D打印机概述
从早期的针式打印机开始，打印机的类型和款式逐渐丰富，功能也日趋多样化。上世纪80年代中期，针式打印机开始在公司和家庭中担任打印任务，随后喷墨打印机和激光打印机相继出现在市场上，而现在，彩色激光打印机也已经陆续进入了家庭。可是无论是那种类型的打印机，都只能在纸张上打印平面文稿或图片，输出信息只能以2D形式表现。 当然对于普通用户来说，目前的打印机已经可以很好的完成打印工作，但对于设计工作者，特别是工业设计、3D模型设计等领域，平面图或是在显示器中显示的虚拟3D图像很难完全出表现出设计的实际效果。所以就像报纸印刷前需要打印样张以进行校对一样，这些设计完成的作品在正式生产前也需要制作模型，但这一过程恰恰是最费时间也最耗费成本的环节。  出现在科幻片中的3D打印机一直是设计工作者梦寐以求的，尽管类似产品早已应用在地理勘察、侦测领域，但昂贵的价格、简易的功能限制了其广泛应用。后来随着CAD、CAM技术的飞速发展，以及市场需求的变化，工业设计、柔性制造越来越多的影响到产品周期，能否快速推出新产品直接着厂商的生存状况。因此3D打印机开始受到广泛关注，包括手机、运动鞋、甚至是3D电影行业都对3D打印机极为推崇。  所谓3D打印机就是可以“打印”出真实3D物体的一种设备，功能上与激光成型技术一样，采用分层加工、迭加成形，即通过逐层增加材料来生成3D实体，与传统的去除材料加工技术完全不同。称之为“打印机”是参照了其技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似，所以将其称为“打印机”打印机发展从今天的办公到生活，无疑成为我们生活当中的必须品，而在将来还有可能成为我们生活中必不可少的工具，下面笔者带着大家看一看３Ｄ打印机都发展到那些领域。 第02页：3D打印机打印模具 在伦敦科学博物馆２５日展出一种３Ｄ打印机。这种打印机可以根据设计打印出塑料或金属材质的三维物体。  3D打印机内装有塑料粉末，强大的激光融化粉末并使其聚合，然后一层层叠加最终形成一个设计好的真实物体。  这种打印机的缺点是工作速度比较慢，打印出２．５厘米塑料需要２小时。不过，它可以“一心多用”，同时打印好几个物体。   不过这款奇妙的打印机，价格自然不会便宜，售价15万英镑（约合24.4万美元）。这个价格决定它进入千家万户还需时日。负责此次展出的数码成形公司现阶段正向大型企业推销3D打印机。 第03页：打印衣服和鞋子 数码成形公司萨瓦什?马赫达维博士对3D打印机的市场充满信心。英国《每日电讯报》25日援引他的话说：“3D打印机会拥有不可思议的用户人数。” “这项技术可以改变设计方式，”马赫达维说，“我们相信设计师仍然会做90%的工作，顾客可以做剩下的10%，使打印出的物品具有独特性。”  “商店会安装3D打印机，然后顾客自己创造首饰甚至衣服和鞋子。顾客可以定制形状、颜色和质感，然后打印出想要的东西。  伦敦科学博物馆的参观者可以率先体验这项技术，利用3D打印机设计并打印出钢笔、电灯和橘子榨汁机等物品。 “我们希望人们在网站上安装我们的软件，”数码成形公司总经理莉萨?哈鲁尼说，“设计师可以决定顾客可以在多大程度上对物体进行设计。我们拿到设计图后用3D打印机打印出实物，最后将它交给顾客。” 第04页：打印器官 打印机的功能真是越来越奇妙，还可以“打印”人体器官。 日本国立富山大学理工学研究部教授中村真人根据喷墨打印机原理发明喷墨生物打印机，细胞取代墨水成为“打印”原料，每秒喷射数千个细胞，细胞相互叠加，从而构成三维人体器官。  经过３年研究，中村真人已成功利用活细胞制成一条直径１毫米、含２种不同细胞的双壁管道，这类似人体血管的３层管壁结构。他还曾造出只有头发丝粗细的单壁水凝胶管。 这种用来“打印”细胞的三维喷墨生物打印机可细致分辨细胞排列位置，每分钟可“制造”１．５厘米管道。中村真人２００８年１０月表示：“最终我希望能造出人体心脏。” 第05页：食物打印 已经有人自制出了这种3D打印机，不过打印的目标是食物，而不是做好的面部模型。打印的原料也是砂糖而不是墨水。  CandyFab 4000砂糖3D打印机 这件打印机的名称叫做CandyFab 4000砂糖3D打印机，由Evil Mad Scientist Laboratories（邪恶科学家实验室）制作完成，CandyFab打印机现在能打印5 ppi至 20 ppi精度的图像，但是仅能用于食物内容，因为它的工作原理是喷射加热过的砂糖。  上图为打印效果，右手的是打印前，左手的是打印后  这是打印机所使用的原料砂糖   有了这款打印机用户可以想像到的东西，基本上都可以进行打印， 第06页：食物打印机制作  用这个废弃的旧木箱，来作为打印机的支架，不过还需要改造  改造完成的打印支架  改造完成然后进行组装  所使用的控制芯片  旧惠普打印机 使用它的传动装置  拆解旧惠普打印机，并安装  安装过程  安装完毕，这就是刚刚在上面看到的食物打印机，很不可思议吧 第07页：医学领域可打印骨骼 据美联社和加拿大媒体2007年4月16日报道，加拿大科学家最近研发出一种神奇的“骨骼打印机”。它利用类似喷墨打印机的原理，以人造骨粉及一种酸性液体为“油墨”，以一层类似陶瓷粉末的薄层为“纸张”，“打印”出与患者缺损骨骼一模一样的立体人造骨骼。随后，医生将人造骨注入患者体内，直到新骨骼长出。  由于人造骨骼成分与自然骨骼完全相同，因此不会引发人体排异反应。这一革命性的骨骼修复技术一经推出，立即轰动了国际医学界。 第08页：打印玻璃 ３Ｄ打印机备受业界关注，打印过程也并不复杂。操作人员只需把３Ｄ图形的数字文件输入打印机，该文件会被切割成2d的横截面图。接着，打印机会打印出每个横截面图，最后把他们的顶端黏贴在一起，就形成一个牢固的3d物体。但是，科学家一直无法在玻璃上使用3d打印机。因为他们一直没有找到有效的办法确保玻璃粉剂能吸收粘合剂。可喜的是，最近美国华盛顿大学的科学家通过调整玻璃粉剂和粘合剂的混合比例和加热温度，解决了这一问题，使打印3d玻璃物体变为可能。  3d玻璃打印技术将在建筑和艺术领域大展拳脚。在建筑领域，3d打印技术能完成模型的快速打印，以便帮助建筑师通过迅速测试不同之类的玻璃，判断哪种设计最适合一定的环境。一个环保主义者可在旧玻璃上打印图案，以实现玻璃的循环使用。如果价格合适，人们便能自己制作玻璃器具了。 |
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