一個帶蓋子的小茶壺數(shù)十分鐘就打印完成
晨報記者 周思立
看過3D電影，玩過3D游戲，查過3D地圖……那么，你見過3D打印機(jī)嗎？和普通的辦公用打印機(jī)不同的是，這種3D打印機(jī)，打出的不是紙面上的文字，而是立體的物品。昨天，在靜安區(qū)青少年活動中心，記者見識了這種“神奇”的打印機(jī)，好奇的學(xué)生趁著這個暑假，用它打印出了自己設(shè)計的齒輪、機(jī)器人部件和各種有趣的設(shè)計。
掌握3D打印技術(shù)的交通大學(xué)王成燾教授，已將其運用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，打印出來的“人骨”可直接植入體內(nèi)。國外科學(xué)家已經(jīng)開始嘗試打印汽車、鞋子甚至是房子等。未來，隨著3D打印機(jī)的民用化，想要什么可能不再需要上街購買，自己在電腦里設(shè)計完成之后，直接打印出來就行了。
打印的不是紙是立體物品
眼前的這臺3D打印機(jī)，是個四四方方的長方體，大小和一個電腦機(jī)箱差不多，中心位置有一個連接電路的噴頭，噴頭不斷地“吐出”許多類似塑料纖維的“絲”。
這些“絲”是什么？靜安區(qū)青少年活動中心創(chuàng)意夢工廠負(fù)責(zé)人莫一明老師告訴記者，普通打印機(jī)需要的是紙張和墨水，但這臺3D打印機(jī)打印出來的則是一種ABS塑料材質(zhì)，打印機(jī)會先將它加熱熔解，再以“絲”的形式噴出來。
那這些“絲”最終會變成什么？莫老師指著打印機(jī)連接的電腦，電腦屏幕上顯示的是一個通過三維設(shè)計軟件設(shè)計的茶壺，“這些‘絲’最后會層層堆積粘結(jié)成電腦里設(shè)計好的模型，你設(shè)計的是什么尺寸和形狀，它都可以按照指令給你一模一樣的打印出來。”
按下命令鍵，57分鐘后，記者看到一個小小的茶壺就這樣被打印了出來。從打印機(jī)上拿下來時，還有些熱呼呼，表面比較光滑，茶壺內(nèi)部也是空心的，完全可以使用。莫老師告訴記者，ABS塑料材質(zhì)的成本大約是每千克150元，打印這樣一個約10克左右的茶壺，成本在2元上下。
DIY3D打印機(jī)僅四五千元
靜安區(qū)青少年中心目前購買了兩臺3D打印機(jī)，以及配套的3D掃描儀，定期開設(shè)相關(guān)課程，免費供有興趣的學(xué)生學(xué)習(xí)三維設(shè)計和計算機(jī)輔助制造，打印自己設(shè)計的機(jī)械零件等。在創(chuàng)意夢工廠里，記者看到了學(xué)生設(shè)計打印出來的卡通人物、齒輪零件等。
這樣“神奇”的打印機(jī)是不是也是天價？莫老師笑著說，一些高級的3D打印機(jī)售價高達(dá)數(shù)十萬甚至上百萬元，但這樣一臺小型3D打印機(jī)，售價只要八九千元，耗材也是平價的ABS塑料絲。因為價格相對“親民”，如今這樣的民用3D打印機(jī)已經(jīng)進(jìn)入了很多科技發(fā)燒友家中。“簡易的3D打印機(jī)甚至可以自己DIY。”莫老師告訴記者，在網(wǎng)上可以下載制作這樣一臺打印機(jī)所需要的所有電路圖、印板圖、機(jī)械裝配圖、元器件清單、所使用的源代碼以及調(diào)試檢修方法等，然后一一裝配起來，就能制作完成。DIY一臺3D打印機(jī)的成本，大約只要四五千元。網(wǎng)絡(luò)上還有專門的3D打印網(wǎng)站和論壇等供大家交流經(jīng)驗、探討技術(shù)。
打印“人體器官”用于手術(shù)
靜安區(qū)青少年中心的學(xué)生通過3D打印機(jī)，嘗試和感受創(chuàng)造發(fā)明的樂趣，而交通大學(xué)王成燾教授的團(tuán)隊已將3D打印技術(shù)帶入醫(yī)院，直接介入高尖端的手術(shù)治療中。“這是之前打印的一只‘耳朵’。”工程師袁建兵從一臺專業(yè)的3D打印機(jī)內(nèi)，拿出的一只“耳朵”，十分逼真，只不過摸起來是硬硬的。“有病人因為意外，失去了一只耳朵，我們就用3D掃描儀對病人的另一只耳朵進(jìn)行掃描，然后將采集的數(shù)據(jù)輸入電腦，在電腦里建立了一個1：1的模型，再通過3D打印機(jī)打印出來。”袁建兵告訴記者，醫(yī)生可以根據(jù)這只打印出來的“耳朵”，采用人體不排異的材料，制作出仿真的義耳。袁建兵說，打印這樣一只耳朵，最多只需要花費一個小時左右。
除了耳朵，通過CT掃描，3D打印機(jī)能打印各種“人體組織”，用來對骨頭、腎臟甚至心臟的病損組織進(jìn)行修復(fù)。目前運用最為廣泛的是利用打印設(shè)備打印出各種尺寸的骨骼模型，不僅可以拿來給病人講解手術(shù)方案，還可以打印各種手術(shù)模板，在手術(shù)中直接使用。
團(tuán)隊的李祥博士說，未來，用金屬材料直接打印的人工骨骼還可以支持人體骨骼細(xì)胞在其中生長，使這種人工骨既具有足夠的強度，又可以與人體完美融合。
未來“想得到就能打得了”
如今，3D打印機(jī)已經(jīng)逐漸運用到機(jī)械制造、醫(yī)學(xué)、動漫、設(shè)計、建筑等多個領(lǐng)域，對于其未來的發(fā)展前景，莫一明和王成燾都表示，只要想得到就能打得了。理論上來說，打印機(jī)的技術(shù)已日趨成熟，未來要研發(fā)的，是更多打印新材料的開發(fā)以及3D打印在實際生活中的應(yīng)用。
莫老師舉例說，前不久同事家里一件家具的一根轉(zhuǎn)動軸斷了，怎么也配不到合適的，最后是用電腦根據(jù)轉(zhuǎn)動軸的尺寸和大小制作了一個三維模型，再通過3D打印機(jī)打印出來，往家具上一裝，十分匹配。
你想換一個手機(jī)殼，設(shè)計一個，立刻打出來；想要一套新的餐具，沒問題，一樣可以打印……在國外，已經(jīng)有科技愛好者打印出一臺汽車，還有人設(shè)計制造了一臺超大的3D打印機(jī)，直接打印了一棟房子。有發(fā)燒友甚至用一臺3D打印機(jī)制造了另一臺3D打印機(jī)，除了金屬零件和電子電路，其他全部用3D打印機(jī)打印。
未來，3D打印機(jī)將繼續(xù)改變我們的生活，每個人都可以打印自己設(shè)計的首飾、鞋子、衣服，乃至家具、房間，更不要說那些小擺設(shè)等。如果不會設(shè)計，也沒關(guān)系，上網(wǎng)就能購買到那些由專業(yè)的3D設(shè)計師設(shè)計好的模型，只要下載下來，就能直接打印了。
[新聞背景]
1994年，美國麻省理工學(xué)院的幾位科研人員發(fā)明了“3D打印”技術(shù)，并申請了專利。
1997年，一家名為Z-corporation的公司，把3D打印技術(shù)推而廣之。2010年，一位名叫恩里科·迪尼的發(fā)明家設(shè)計了3D打印機(jī)，功能上與激光成型技術(shù)一樣，采用分層加工、疊加成形，即通過逐層增加材料來生成3D實體，與傳統(tǒng)的加工技術(shù)完全不同。稱之為“打印機(jī)”是參照了其技術(shù)原理，因為分層加工的過程與噴墨打印十分相似。
簡單來說，3D打印是斷層掃描的逆過程，斷層掃描是把某個東西“切”成無數(shù)疊加的片，3D打印則是一片一片的打印，然后這些自帶粘性的材料疊加到一起，成為一個立體物體。
3D打印目前還是一個相對稚嫩的技術(shù)，還有很長的路要走，但未來令人充滿期待。
