3D打印也成學業(yè)選修課程
責任編輯:陳玉泳 時間:2013-07-22 11:29
[導讀]大家知道3d打印機是根據(jù)什么原理才能打印出一個立體形狀呢?其實很簡單,就是在電腦里建好模,點擊“開始打印”,...

3D打印機

大家知道3d打印機是根據(jù)什么原理才能打印出一個立體形狀呢?其實很簡單,就是在電腦里建好模,點擊“開始打印”,右邊的機器噴頭就開始工作,幾十分鐘后,一個小小的塑料立體模型就出現(xiàn)了,與電腦里的圖像一模一樣……這就是“傳說”中的3D打印,其實沒有想象中復雜。
3D打印在近兩年走進公眾視線,被看作一項神奇有趣的新技術。實際上,它在工業(yè)領域和醫(yī)學領域,早就不是一個陌生的概念。在四川大學,就有一門專教3D打印技術的課程,已經(jīng)開設10年了。
7月12日下午,來自美國麻省理工等學校的幾名外國交流學生,和四川大學制造學院的學生們一起體驗了3D打印技術課程。
現(xiàn)場:5厘米高的“小兔子” 半小時打印出來。
今年7月,四川大學第二屆“實踐及國際課程周”開幕。本屆“實踐及國際課程周”為期3周,來自多所國外名校的教授與學生來到四川大學交流,期間將安排300多門各具特色的課程。
12日下午1點,在四川大學江安校區(qū)工程訓練中心的車間內,制造學院老師梅筱琴為同學們上了一門叫《快速原型技術》的課程。如果為這門課換個通俗點的名字,就是“3D打印技術”。
3D打印的操作極其簡單。在老師的引導下,一個同學在電腦上點開指定程序,選擇了一個已建好的小兔子模型,再點擊“開始打印”,3D打印機的噴頭下開始噴出一根細細的塑料絲,如同一支筆,在工作臺上快速來回運動。隨著噴頭的運動,塑料絲也在工作臺上一層層堆疊起來。塑料越堆越高,兔身、兔嘴、兔耳朵先后呈現(xiàn)在眼前……終于,半小時以后,一只高約5厘米的“小兔子”蹲坐在工作臺上,耳朵豎立、鼻子眼睛嘴巴清晰可見,仔細看,還能看見表面一層層的堆疊紋路。對比旁邊電腦里的虛擬模型,兩者一模一樣。
“很神奇,和我之前想象中的不一樣。”來自機械設計制造及自動化專業(yè)的大二學生王少君在操作完成后說。
課程:2003年起 在機械制造專業(yè)開設《快速原型技術》課程
近段時間,3D打印技術開始被越來越多的人關注。從傳統(tǒng)的打印平面圖像發(fā)展到打印立體模型,這在許多人眼里是件很新奇的事。“其實這不算一項新技術了。”梅筱琴老師說,在工業(yè)領域,3D打印技術更多被叫做“快速原型技術”,對它的研究早就開始了,尤其在快速模具制造領域的應用非常廣泛。1999年,四川大學就已經(jīng)采購了第一臺快速原型實驗機。
2003年,四川大學制造學院為機械制造專業(yè)的大三學生開設了一門叫《快速原型技術》的選修課,2個學分,開設以來頗受學生喜愛。2012年,四川大學又統(tǒng)一購置了20臺小型3D打印機。梅筱琴說,選修這門課的學生,需要在結課時自己利用軟件設計一個模型,再用3D打印機打印出來。在她身后的架子上,擺滿了幾十件成品,都是歷屆學生的結課作業(yè):有1:1大小的人手模型、鎖鏈、機械零件、樓房模型等。“開這門課,主要是為了讓同學們了解這樣一門新技術,打破習慣思維。”梅筱琴說,傳統(tǒng)的制造觀念都是通過打磨、去除來獲取零件,但3D打印顛覆了傳統(tǒng)觀念,是從無到有的制造。
原理:800元一公斤的工程塑料 熔化之后再重組
車間里的3D打印機看起來構造簡單。一卷白色的ABS塑料(工程塑料)就是它的原料。打印前噴頭會預熱至260℃,ABS塑料在被加熱至半熔融狀態(tài)后,再通過噴頭擠壓出來,一層層堆疊到50℃的工作臺上,而ABS塑料在70℃以下就會固化成型。打印一個高約5厘米的模型,需時約半個小時。
3D打印目前可使用的材料不少。學校使用的主要是ABS塑料,價格最便宜,約800元一公斤。打印一個普通零件大概重幾克到十幾克,成本也就幾塊錢。此外,可使用的材料還有液態(tài)光敏樹脂、紙、塑料、尼龍、石蠟等等。梅筱琴說,3D打印主要就是將材料熔化后進行再重組,“材料重組之后的性能控制是最關鍵的問題。”熔化后重組的材料,它的內部組織、性能是否符合要求,都是需要進一步研究的問題。也因為這樣的限制,目前3D打印仍然存在著材料有限、精度不夠的問題,打印出來的東西仍然需要二次加工。
前景:已經(jīng)可以打印骨頭 打印食物也不是沒可能
今年6月,重慶第一家3D打印店開業(yè),只要幾個小時,就能打印出一個和真人一模一樣的彩色人偶。對此,梅筱琴解釋說,只要借助測量儀,把人體全身的數(shù)據(jù)快速掃描出來,在電腦里建模再打印就可以了,“不過這個成本很高,材料也受限,要進入老百姓的普通生活還需要時間。”
而在醫(yī)學領域,3D打印技術的應用還有更重要的意義。梅筱琴介紹,目前已經(jīng)可以實現(xiàn)用3D打印人工骨頭,只要用一種生物醫(yī)學材料,打印出病人的骨頭,再種植進骨膜細胞、骨髓細胞等,就可以應用在骨頭斷裂、壞死的病人身上。“現(xiàn)在骨頭壞死后,一般是在體內裝入金屬材料替代。如果裝入這種人工骨頭,它就不需要再取出,而是在體內自動降解,然后種植在里面的細胞又會生長出一根新的骨頭來。”梅筱琴說,現(xiàn)在國際上對人體器官的3D打印也正在研究當中,“比如研究打印心肌補片、血管、膽管等組織不是特別復雜的器官。”據(jù)了解,川大也正在準備這方面的研究。
在梅筱琴看來,3D打印的發(fā)展前景還非常廣闊,她笑著說:“其實只要把原料換一換,以后想自己打印蛋糕、巧克力、冰激凌來吃,也是完全有可能的。”
網(wǎng)絡:3D打印機悄然走紅淘寶 有的一月能賣上百件
隨著受關注度越來越高,3D打印機已經(jīng)在淘寶網(wǎng)上悄然走紅。記者在淘寶網(wǎng)上搜索“3D打印機”,就出現(xiàn)了6000多件商品。這些3D打印機外形各異,每臺價格普遍在2000—8000元人民幣之間,也不乏高達上萬元的機器。銷量最好的一個月能售出上百件。
從留言來看,3D打印機的個性化和可玩性,還是受到了很多年輕人的喜愛和追捧。買家“午??!”說:“這個打印機真的很有玩頭,在店主的指導下,這臺機器已經(jīng)可以打自己想要的東西了,非常好,必須5分!超值的打印機!”
同時由于和材料較為低端的原因,也有不少買家反映了成品的精細度問題。買家“song…”說:“精細度還得加強點,小問題還是有一些的。這個東西比較新,也是可以接受的。”
由此可見3D打印的熱潮可以說只增不減,連學院也增設了這個學科,相信在不久的將來3D打印在每個家庭里面都擁有一臺。(更多3D打印資訊敬請關注納金網(wǎng)http://trusteddivorcelawyers.com/。)
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