【详解】人气沸腾的“3D打印机”,真实与虚幻
2012年10月出版的《创客》(Makers,作者:克里斯·安德森、NHK出版)一书对3D打印机的普及起了积极的推动作用。这本书指出,美国的产品 制造方式已经改变,其象征之一就是“3D打印机”,用这一实例浅显易懂地解释了“个人可以制造产品”这一主题。只要输入3D数据,就能制造出前所未有的原 创的立体模型。
下面简单介绍一下3D打印机的原理。首先用电脑软件将立体物体的3D数据切成薄片,薄片数据基本是平面。然后用融化的树脂代替墨水将薄片打 印在台子上。印完一张以后,用融化的树脂在上面再印刷下一张。因为处于融化状态,因此前两张会粘在一起,变成2倍的厚度。3D打印机就是这样重复操作。还 可以用金属粉和激光等方式代替融化树脂。

在媒体报道产品制造个人化的同时,低价3D打印机问世,也促进了3D打印机的热潮。以前3D打印机是价格高达几千万日元以上的特殊设备,只有部分大厂商在使用。
而如今的3D打印机即使个人也可以购买使用。当然,制作出的物品的尺寸和尺寸精度等不能跟昂贵的专业机型相比。但低价3D打印机制造前所未有的新产品的情况在被youtube和电视报道后,突然受到了高度关注。
最初的“个人用3D打印机”是面向非常精通技术的专业人士的,并不是作为组合套件销售买回来就能使用的。但最近推出的产品只需稍微调整一下便可使用了。

软件价格骤降,推动了3D打印机的普及
处理3D数据的软件越来越便宜也促进了3D打印机的普及。要想使用3D打印机制造立体物品,必须要有能在电脑上处理的3D数据。作为处理 3D数据的工具,3D CG(电脑图形)用软件在一定程度上已经普及。这种CG软件擅长制作卡通人物等有机的柔软形状,但对于精确确定尺寸后制造的工业产品并不擅长。而适合制 造工业产品的是“CAD”(电脑辅助设计)软件,3D CAD是面向专业人士的,非常昂贵,因此事实上个人无法使用。
但情况突然有了转变。
因为低价3D CAD在2012年初问世。其中一款产品是CAD代表厂商美国欧特克(Autodesk)的“Autodesk123D Design”。该软件直接超越低价免费提供。当然,与专业人士使用的付费版相比(比较本身就是错误的),只有极其有限的基本功能。但具有用电脑制作三维 物体(建模)所需要的最基本功能,因此能够处理小物品的3D数据。虽然需要相关知识并且要经历和反复尝试及失败,但能用3D打印机制造出可实际使用的树脂 材料的产品。
在个人能买得起的3D打印机和低价3D CAD问世的绝妙时机,克里斯·安德森的《创客》(Makers)又加以“宣传”,3D打印机热潮应运而生。
媒体称3D打印机在个人用户中也在迅速普及,但笔者个人认为这有点言过其实。在笔者周围也有买了个人用3D打印机的强人。但是,他们并不是 突然想要自己制造产品,而是以前就在用(昂贵的)3D打印机和3D CAD,如果有了个人用3D打印机则可以在自己办公室的桌子上轻松制造各种颜色的物品,因此才买的。
虽然很麻烦,但使用3D打印机必须有3D数据,因此必须进行3D建模。如果忘记这一点,虽说3D打印机便宜了,但最终只能束之高阁。
3D打印机是什么东西?
笔者要再讲一下3D打印机到底为何物。虽叫“打印机”,但外观跟打印机完全不同。其实就是用电脑控制制造树脂材料的立体物品的“机床”。从这个意义上说,属于用刀片切削材料制造部件的切削加工机和将树脂注入模具形成部件的射出成型机。
3D打印机一边融化树脂一边堆积制造物品这一点也跟一般的打印机不同。基本上,3D打印机可以制作出“任何”物理形状。另外,3D打印机跟 切削加工机不同,不需要操作技能和操作时间。虽有几种方式,不过制造切薄立体物品的形状的树脂,并堆积制造整个物品这一点跟切削加工机基本相同。虽然很 薄,但很多片堆积起来,就成了立体形状。CT扫描是将立体的人体切成很多截面做成影像,或许可以说,3D打印机的流程正好与其相反。

用3D打印机制造物品时,首先是把要制造的物体的3D数据转换成“STL”文件格式。之后是在电脑上安装3D打印机附带的软件,与3D打印机连接。然后安 装线状树脂材料、调整机器,将STL格式的数据加载到附带的软件里。这样就可以开始打印了,只需等待就可制造出真正的物品。既小又薄的物品只需几十分钟至 1小时左右。大的物品需要几个小时,但如果晚上睡前设定好,到第二天早上就做好了,实际等待时间为零。从这个意义上,或许可以说确实是个人也“能够制造产 品的梦幻机器”。
个人用3D打印机使用的材料主要是ABS和PLA树脂。读者可能多听说过ABS树脂。PLA是名为聚乳酸的树脂,是以玉米为原材料做成的环保塑料。
一边加热融化细树脂线一边从打印头输出。打印头根据电脑的信号左右移动绘出一张图。绘完图后,就完成一张薄片。一片完成后,工作台下降一 点,打印头再用融化的树脂绘下一张图。因为是用融化的树脂绘图,因此会与前一张完成的树脂薄片粘在一起。这样反复累积几百层,就形成了一个立体物品。

  • 430x374x9950153531_TIME_1363851278443.jpg.pagespeed.ic.bxl3e65ZQ0.jpg
  • 430x573x9950153531_TIME_1363851303196.jpg.pagespeed.ic.jVOj0wekW_.jpg

回复数 14 切换时间排序
需登录后查阅, 加载中......

目前注册实行审核/邀请制,欢迎灯友邀请好友注册,下载币奖励
邀请注册

为什么注册要审核

目前新版公测中,有任何BUG问题都可以联系我们
提交问题

或如无法回复,请访问此地址
提交问题