最近,在世界印刷行业中又有一种新型的可印制立体物体的印刷机诞生了,这就是名为立体平版印刷机而被钟爱它的人称为"工匠"的三维印刷机。该机的特点是既可单独做印刷机用,又可用作三维复印机的核心部件使用。同时也为三维传真机的问世带来了曝光。
这种新型的印刷机可利用一次打印出的某物体的一个两维表层将数字化的计算机文件转换为三维物体。印制用的原材料是受激光映照时可凝固的液态聚合物,激光使液态聚合物的一些分子分离开,使之转换为像细实心面条那样的聚合链的一种胶质体,从而使聚合链固化。
例如,要印制一只咖啡杯,三维印制机可使其由计算机控制的激光束照在一杯液态聚合物上。激光先在液体表面扫描出一固态环状区,将其凝固成一个盘于,即咖啡杯的底座。然后,将该底座降低约0。075mm,使薄薄的一层液态聚合物恰能漫过底座。接着,激光在液体表面再扫描同一个空心圆,形成与底座接在一起的杯壁底层。于是,激光就这样一层接一层地扫描出包括杯柄在内的咖啡杯截面,自下而上地将杯子塑造出来。
目前,由于工业设计大多靠计算机辅助完成,因此借助该"工匠",设计人员就能将其设计想法迅速地转换为生产原型。美国克莱斯勒汽车公司的工程师们利用加州Valencia公司3D系统为核心的这种新型印刷机,最近为一种新型汽缸印制出其设计思想。印制出的三维模型揭示出一设计失误:复杂的设计蓝图中有一个因对中错误而应去掉的孔未做更改。在发动机投产前更改这一错误,使该公司避免了数百万美元的损失。
物理学家马歇尔·伯恩说,三维印制机在制造业之外的其它领域无可估量的价值正在被证实。麻省理工大学和其他一些研究机构的数学家们业已认识到"工匠"的价值。伯恩说: "他们以前习惯于在计算机屏幕上制图,而现在他们可拥有三维计算机图形了。
与适当的扫描器(任何一种可绘制某物体形状并可以数字形式存贮其形状的装置)相连接,三维印制机就成了三维复印机。美国加利福尼亚大学洛杉矶分校医学研究所现使用了一台与CT扫描仪配合使用的三维印制机。根据对某病人骨折过的颅骨扫描,外科医生最近印制出他们可据以制订手术方案的三维颅骨模型。加州马立普城的盖特博物馆*上海市苷陀区梅川路800弄4号401宣,200333 也采用类似张肇富*编译方法,绘制出激光扫描的人工制品及复制品。
从三维印制机向三维传真机发展并不需要有太大的技术飞跃。伯恩说: "如果扫描器和这种三维印刷机相距甚远,你就有了一部三维传真器。"随着三维印制术的开发,固态物体的传送和存贮变得像传送和存贮数字化数据那样方便。尽管目前这类固体尚只能是塑料,但各种金属材料的三维印制术科研项目正在开发中。
美国海军就是其用户之一。伯思的解释是: "航空母舰上的仓库高约6米,面积相当于半个足球场。存放的物品中,螺母、螺栓、缸体和法兰盘之类简单零件占了一半的空间,但是,如果当你处于海洋中而没有这些玩艺,你可能会遇到麻烦。因此,海军部想用少量三维印刷机和一些桶装的粉末金属来节省空间。"
伯恩预测,未来的15年内,无论民用还是航空母舰上用的三维印刷机都会变得不甚昂贵(目前典型产品价格约为20万美元)。伯恩认为,届时人们将会像拨电话那样将蓝图传送出去并制造出任何需要的东西。
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