3D打印機(jī)起源及原理

　　3D打印源自100多年前的照相雕塑和地貌成形技術(shù)，世紀(jì)80年代已有雛形，其學(xué)名為"快速成型"。它的原理是：把數(shù)據(jù)和原料放進(jìn)3D打印機(jī)中，機(jī)器會(huì)按照程序把產(chǎn)品一層層造出來，并且打印出的產(chǎn)品，可以即時(shí)使用。

　　早在2010年3月時(shí)期，一位名為恩里科·迪尼（Enrico Dini）的發(fā)明家設(shè)計(jì)出了一種神奇的3D打印機(jī)，它甚至可以“打印”出一幢完整的建筑。

　　據(jù)恩里科·迪尼介紹，這種打印機(jī)的原料主要是沙子。當(dāng)打印機(jī)開始工作時(shí)，它的上千個(gè)噴嘴中會(huì)同時(shí)噴出沙子和一種鎂基膠。這種特制的膠水會(huì)將沙子 粘成像巖石一樣堅(jiān)固的固體，并形成特定的形狀，然后只需要按照預(yù)先設(shè)定的形狀一層層噴上這種材料，最終就可以“打印”一個(gè)完整的雕塑或者教堂建筑。3D打 印是添加劑制造技術(shù)的一種形式，在添加劑制造技術(shù)中三維對(duì)象是通過連續(xù)的物理層創(chuàng)建出來的。3D打印機(jī)相對(duì)于其他的添加劑制造技術(shù)而言，具有速度快，價(jià)格 便宜，高易用性等優(yōu)點(diǎn)。

　　3D打印機(jī)就是可以"打印"出真實(shí)3D物體的一種設(shè)備，功能上與激光成型技術(shù)一樣，采用分層加工、迭加成形，即通過逐層增加材料來生成3D實(shí) 體，與傳統(tǒng)的去除材料加工技術(shù)完全不同。稱之為"打印機(jī)"是參照了其技術(shù)原理，因?yàn)榉謱蛹庸さ倪^程與噴墨打印十分相似。隨著這項(xiàng)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我們已經(jīng) 能夠生產(chǎn)出與原型的外觀、感覺和功能極為接近的3D模型。

　　說的簡單一點(diǎn)，3D打印是斷層掃描的逆過程，斷層掃描是把某個(gè)東西"切"成無數(shù)疊加的片，3D打印就是一片一片的打印，然后疊加到一起，成為一個(gè)立體物體，如果看過《十二生肖》電影的人肯定對(duì)此類工作原理不陌生。

　　3D打印機(jī)最新產(chǎn)品及未來趨勢(shì)

　　3D打印機(jī)作為快速成形技術(shù)，它能根據(jù)計(jì)算機(jī)里的3D模型，用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料進(jìn)行多層疊加，在較短的時(shí)間內(nèi)"打印"出3D實(shí)物。 與傳統(tǒng)制造技術(shù)相比，3D打印能節(jié)省大量時(shí)間和人力。可以說，人們所想象出的任何形狀，都能通過它變成現(xiàn)實(shí)，從而實(shí)現(xiàn)"個(gè)性化制造"。

　　說了那么多概念東西，接下來就跟小編來看看目前3D打印機(jī)發(fā)展如何吧。早在美國CES2013展會(huì)上，3D Systems展出了隸屬于旗下Cubify系列、名為方塊（Cube）的家用3D打印機(jī)。

　　近期，德國公司Nanoscribe GmbH在美國舊金山某展會(huì)上，發(fā)布了一款迄今為止最高速的納米級(jí)別微型3D打印機(jī)Photonic Professional GT。

　　這臺(tái)Photonic Professional GT 3D打印機(jī)，能制作納米級(jí)別的微型結(jié)構(gòu)，以最高的分辨率，快速的打印寬度，打印出不超過人類頭發(fā)直徑的三維物體。

　　這臺(tái)微型3D打印機(jī)是應(yīng)用到了全新的激光印刷術(shù)：首先通過CCD傳感器對(duì)通過曝光、掃描產(chǎn)生的原稿的光學(xué)模擬圖像信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，然后將經(jīng)過數(shù)字技術(shù)處理的圖像數(shù)碼信號(hào)輸入到激光調(diào)制器，調(diào)制后的激光束對(duì)被充電的感光鼓進(jìn)行掃描，在感光鼓上形成靜電潛像，圖像處理裝置對(duì)諸如圖像模式、放大、圖像重迭等作數(shù)碼處理后，再經(jīng)過顯影、轉(zhuǎn)印、定影等步驟，完成整個(gè)印刷過程。

　　另外，這款打印機(jī)還采用了基于雙光子聚合的3D打印技術(shù)，讓激光瞬時(shí)通過脈沖調(diào)制聚合光敏材料，來制作出自我支撐的微型（和納米）結(jié)構(gòu)，以達(dá)到 直接激光寫入。此外，這款德國Nanoscribe的打印機(jī)可以以每秒超過5太位（terabits）的速度來打印聚合物波導(dǎo)（polymer waveguides），堪稱世界最高速，且它的精度可以在一根頭發(fā)上打印出一個(gè)10個(gè)字母的公司名稱。

　　另外，3D Systems公司還在CES2013展會(huì)上推出了一款Cubify系列家用3D打印機(jī)，與第一代產(chǎn)品相比，第二代Cube有許多改進(jìn)，其中包括打印速度 是原來的1.5倍，既可以使用ABS，也可以使用可回收的PLA塑料。第二代Cube保持了第一代產(chǎn)品的許多特性，例如方便加載的粉盒(交回舊粉盒可獲得 折扣)、觸控屏控制和WiFi連接。

　　文章總結(jié)：目前3D打印機(jī)制作3D產(chǎn)品需要提供3D制作圖才能進(jìn)行制作，對(duì)于普通用戶來說可能比較困難，不過對(duì)于未來3D打印機(jī)來說，可能只需 提供產(chǎn)品的多個(gè)角度的照片就可自行制作成3D制作圖，或者可以像《十二生肖》電影中，通過專業(yè)手套來進(jìn)行掃描產(chǎn)品，之后再通過3D打印機(jī)來制作即可。另 外，未來3D打印機(jī)也會(huì)在家庭中必備的家電產(chǎn)品，就如文前小編所說，發(fā)現(xiàn)沒有螺絲、碗碎了、模型零件損壞、制作DIY產(chǎn)品都可以使用3D打印機(jī)來進(jìn)行制 作，未來3D打印機(jī)可以為家庭添色不少。