3D打印机是如何工作的

  在操作上,3D打印机与普通打印机打印一份文件并无二致:点击电脑屏幕上的打印按钮,数字文档就会被输送到喷墨打印机那里,打印机在一张纸的表面留下一层油墨,从而创造出一个二维图像。然而,在3D打印机的打印过程中,通过一台计算机的辅助设计,3D打印软件把图像分解为一系列数字切片,并把描述这些数字切片的信息输送到3D打印机中,打印机便连续不断地增加薄层,直到一个坚固的物体出现为止。两种打印机最大的区别是,3D打印机所使用的“墨水”是一种材料。

 

喷墨3D打印

  薄层结合的方式多种多样。部分3D打印机使用喷墨打印机的工作原理进行打印。Objet公司是以色列的一家3D打印机生产企业,其生产的打印机是利用喷墨头在一个托盘上喷出超薄的液体塑料层,并经过紫外线照射而凝固。此时,托盘略微降低,在原有薄层的基础上添加新的薄层。另一种方式是熔融沉淀成型。总部位于明尼阿波利斯的Stratasys公司应用的就是这种方法,具体过程是,在一个(打印)机头里面将塑料融化,然后喷出丝状材料,从而构成一层层薄层。

 

粉剂3D打印

  其他的一些方法是利用粉剂作为打印材料。这些粉剂在托盘上被分布成一层薄层,然后通过喷出的液体粘结剂而凝固。在一个被称为激光烧结的处理程序中,通过激光的作用,这些粉剂可以熔融成想要的样式,德国的EOS公司把这一技术应用于他们的添加剂制造机之中。瑞典的Arcam公司通过真空中的电子束将打印机中的粉末熔融在一起,用于3D打印。以上仅仅是众多方法中的少数几种而已。
 
  为了制作一些内部空间和出挑结构的复杂构件,凝胶以及其他材料被用来做支撑,或者空间预留出来,用没有熔融的粉末以填满,填充材料随后可以被冲洗掉或被吹掉。现在,能够用于3D打印的材料范围非常广泛,塑料、金属、陶瓷以及橡胶等材料都可用于打印。有些机器可以把各种材料结合在一起,构成的物体既坚硬,又富有弹性。

 

生物3D打印

  包括一些研究人员开始使用3D打印机去复制一些简单的生命体组织,例如皮肤、肌肉以及血管等。有可能,大的人体组织如肾脏、肝脏甚至心脏,在将来的某一天也可以进行打印――如果生物打印机能够使用病人自己的干细胞进行打印的话,那么在进行器官移植后,其身体就不可能对打印出来的器官产生排斥。
 
  食物也可以被打印。康奈尔大学的研究人员已经成功打印出了蛋糕。几乎每个人都同意,这个制造食品的终极武器将会打印出巧克力来。

 

资料来源 The Economist

责任编辑 则 鸣