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2012-05-04 00:16 出处:PConline原创 作者:西贝 责任编辑:liuxiaohui
1想什么打什么 3D打印机回顶部

  【PConline 资讯】“外出旅行忘记带牙刷了,没关系,只要一按打印机的按钮,就可以打印一把牙刷出来”。这听起来像是科幻电影,不过这种可以把虚拟物体变成真实模型的打印机已被研制出来。这种三维立体打印机操作原理与传统打印机十分相似,它配有融化尼龙粉和卤素灯,同时具有允许消费者下载图案的技术,能制造从牙刷到凉鞋、鼠标等许多物品。打印出来的模型由一层层的薄膜制成,其原料主要是ABC塑料,其中还混合了铝和玻璃。(文中用图来源于网络)

可打印肝脏!三维打印机或将无所不能
可打印肝脏!三维打印机或将无所不能

  三维立体打印属于一种快速成型(Rapid prototyping)技术,是一种由CAD(计算机辅助设计)数据通过成型设备以材料累加的方式制成实物模型的技术。这一成型过程不再需要传统的刀具、夹具和机床就可以打造出任意形状。它可以自动、快速、直接和精确地将计算机中的设计转化为模型,甚至直接制造零件或模具,从而有效的缩短产品研发周期、提高产品质量并缩减生产成本。

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三维立体打印机与打印成型物品

三维打印机工作方式

  三维打印机采用分层加工,叠加成型方式来“造型”,会将设计品分为若干薄层,每次用原材料生成一个薄层,再通过逐层叠加获得3D实体。这一点它与喷墨打印机工作方法十分类似,3D打印是一层一层地印,而喷墨打印机是一条直线一条直线地喷,通过若干直线的叠加形成图像。它通过对电脑中三维软件的识别,进行STL(三角网格格式)转换,再结合切层软件确定摆放方位和切层路径,并进行切层工作和相关支撑材料的构造。

  最后使用喷头将固态的线型成型材料加热成半熔融状态之后挤出来,和支撑材料自下而上,一次一层的构铸成最终实体。简单的说,可以理解为软件把物体分成若干个横截面,而三维打印机将这些横截面一次一层的沉淀、堆积,最终形成我们所需的实体。

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三维立体打印机实现原理

  3D打印机可以用各种原料打印三维模型,使用3D辅助设计软件,工程师设计出一个模型或原型之后,无论设计的是一所房子还是人工心脏瓣膜,之后通过相关公司生产的3D打印机进行打印,打印的原料可以是有机或者无机的的材料,例如橡胶、塑料、甚至是人体器官,不同的打印机厂商所提供的打印材质不同。 >>

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2三维人体模型应用于医疗回顶部

三维人体模型应用于医疗

  2012年4月,在日本太平洋横滨国际会展中心举行的“MEDTEC JAPAN 2012”上,以色列的欧贝杰(Objet Geometries)公司在日本的销售代理商FASOTEC,介绍了2012年4月刚刚开始在日本提供的“医疗工程服务”。这是一项根据图像诊断设备拍摄的图像数据来制作逼真三维人体模型的服务,主要面向想利用三维人体模型实施模拟手术及培训的医疗机构。该服务是FASOTEC与神户大学研究生院医学研究科共同开发的业务。

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3D打印机应用于医疗工程服务

  三维人体模型利用欧贝杰的三维打印机来制作。特点是可混合两种材料进行造型,只要其中一种材料选用透明材料,便能制成可从外部确认人体内部骨骼及肿瘤等的模型。另外,使用各种硬度不同的材料,还可再现不同人体部位的不同触感。 

  其实,这项技术在2011年6月举办的“MEDTEC JAPAN 2011”展会上已经展出。日本神户大学医学部附属医院将利用三维打印机制成的生物模型应用于实际的手术现场,成功地完成了多个手术。手术中采用的是使用可混合两种材料进行造型的三维打印机制成的生物模型。利用这种生物模型协助手术尚为“全球首次”。

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3D打印机打印的成型物品

  三维打印机采用的是以色列欧贝杰(Objet Geometries)公司的三维打印机新产品“Objet260 Connex”。由于其能够混合两种材料进行造型,因此只要其中一种材料选用透明材料,就能够制成可从外部确认人体内部骨骼及肿瘤等位置的生物模型。神户大学医学部附属医院在日本FASOTEC公司的展位上展出了手术现场的影像。该影像介绍的是将生物模型应用于肝癌手术和畸形手术的案例。


3D打印机应用于医疗手术

  医疗工程服务的特点在于,由专业的医生对医疗机构提供的数据进行加工。具体来说,就是由该服务的共同开发方——日本神户大学研究生院医学研究科,将下订单的医疗机构提供的X线CT机及MRI获得的DICOM数据,转换成输入三维打印机的数据。

  该研究科特聘讲师强调说:“比如,保留临床所需要的血管,去掉不需要的血管。这些事情没有医生的参与是无法完成的。这种数据加工需要经验,因此这项工作做不好的话,就无法制造出有意义的人体模型。”

  通过使用生物模型,“手术的准确度明显提高”。比如,在实际处理内脏器官之前,不仅能够模拟处理方法,还能“在手术中根据生物模型与同事进行讨论,以选择最佳手术方法”。另外,还有利于对年轻医生进行培训。

  医疗工程服务的交货期及价格依订单内容而定。“价格因人体模型大小及所用材料种类不同而有很大差异。不过,普通模型的话会控制在5~10万日元范围内”>>

3Objet 260 Connex 3D打印机回顶部

Objet 260 Connex 3D打印机 

  Objet公司是一家世界知名的3D打印机生产厂商,Objet 260 Connex 3D打印机是其最新的产品,它提供的3D打印系统可使制造商和工业设计人员降低产品开发成本,并大幅缩短新产品的上市时间。

  对于Objet 260 Connex 3D打印机,Objet CEO评价道:“Objet 260 Connex将我们的高分辨率、多材料3D打印系统的易用性提升到新的水平,对于严格要求精密高质原型及最佳仿真产品展示的设计人员及工程师们可谓是完美之选。更值得一提的是,其小巧外形及安静的运作模式,使得它可以被放置在办公室的任何角落。”

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Objet 260 Connex 3D打印机

  今年是Objet在3D打印创新领域可谓说过累累,不仅相继推出了适用于医疗及牙科用户新型生物相容性3D打印材料(MED610™)、全系列3D打印机材料,这些3D打印机材料现已拓展应用于更广阔的Objet 3D打印机产品线及应用领域,Objet 260 Connex为Objet 3D打印家族系列产品注入了新的活力,相信它的面世也推动了快速成型行业的变革。”

  据已经使用过Objet 260 Connex 3D打印机的客户称:“它带给我们超越以往的打印体验,对于结构复杂的设计都可以通过它来实现逼真外观和上佳触感。作为唯一能够模拟我们成品不同材料特性的打印系统,Objet 260Connex为我们最终带来拓展业务机会的极大优势。”

Objet 260 Connex打印机特性

  Objet 260 Connex带有一个260 x 260 x 200毫米(10.2 x 10.2 x 7.9英寸)托盘,并使用易插易卸的密封材料盒。 模型在制作过程中进行固化,在打印之后即可直接处理。该系统以16微米厚的涂层进行打 印,从而可以制作出具有无与伦比的分辨率细节和专业精度的模型。

  精密3D打印——Objet的喷墨式技术是唯一能够同时喷出两种材料的技术。 该技术帮助开拓一系列新的3D打印应用领域,包括组装品精确展示和要求特别触感的消费类设备原型。 例如,可通过单次打印作业精确地加以制作手机模型,对于外壳可使用刚性材料,对于按键区则使用柔性材料。

  多材料应用——可使用Objet 提供的60多种打印材料,使用户能够从机械特性、热特性和物理特性各种材料中灵活选择,从刚性材料(Objet Vero系列)、橡胶材料(Objet Tango系列)、 清晰透明材料(Objet VeroClear) 到ABS 级工程塑料(Objet RGD5160-DM),无一不可。

  混合部件——用户能够打印出由多达14种不同材料元素构成的模型或原型。 此类原型和模型可以包含柔软灵活的类橡胶元素,与透明元素或刚性元素以各种颜色和色调无缝结合在一起。 在模拟垫片、封条、铰链、鞋底、轮胎及其他许多触感柔软的应用产品时, 这种功能有助于提供独一无二的用户体验。>>

4中国第一家3D打印服务公司回顶部

中国第一家3D打印服务公司

  中国第一家3D打印服务公司位于杭州。在这家公司里摆放着两台3D打印机以及一台专门用于烘干的设备。从外观上看,这两台机器和普通的打印机并无大的不同,唯一的不同是它们打印时不用纸而是粉末。

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中国第一家3D打印服务公司

  机器的上半部分是个半透明的罩子,有一排控制按钮。掀起罩子,左边立着四盒不同颜色的墨水,右边的工作区摆放着平平整整一叠“白纸”。然而,轻轻用手一碰,那叠“纸”上却轻易地留下了凹痕——原来那并不是纸,却是粉末(石膏粉末)。

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用3D立体打印机打印“古董”

  工作时,这些粉末会一层层地被液态连接体也就是特殊的胶水粘合,按照不同的横截面图案固化,一层层叠加,像做蛋糕那样创建三维实体,一个完整的物品就会在粉末槽里成型。打印完成后,工作人员要处理掉物品周围沾满的粉末,再涂上增强硬度的胶水。

  在电脑中输入一组通过3D软件生成的模型数据,连接至打印机。那是一个镂空毛线团的模型。电脑将这个10厘米高的毛线团以0.1毫米为基准分为了1000层,每一层的界面数据都不一样。再将这组数据传送给打印机。

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3D打印过程

  响应信号声过后,透过那个半透明的罩子,可以清晰地看见机器工作的场景:来回移动的金属杆上有喷头,在铺好的粉末材料上,一层一层按照电脑的截面轮廓信息,有选择性地喷射特殊胶水使粉末粘结。一个水渍样的毛线团底部截面轮廓清晰可见。通过逐层的叠加,毛线团的立体轮廓逐渐显现出来。打印这样一个10厘米高的物体,大约需要5小时。在该公司的展示厅里,摆放着栩栩如生的运动鞋、造型奇特的概念自行车、各式建筑模型及魔兽世界游戏人物模型等,这些都是那两台3D打印机的作品。

  目前支持3D打印的材料很多。简单说,不同公司生产的3D打印机会支持不同的材料,树脂、尼龙、石膏、塑料这些都是普遍使用的材料,随着业界研发的不断进步,支持钛、不锈钢或铝、铁金属材料的打印机也已经出现。>>

5世界上最小的3D打印机回顶部

世界上最小的3D打印机

  用高科技3D打印机制造的众多产品常常登上报纸头条,可是这种神奇的打印技术所需的费用依然高于市场消费允许范围。但维也纳大学的研发小组只花费了1200欧元(约1.1万元人民币)就组装出了这台打印机,由于他们完美的设计,成本被大大降低,打印机大小也比预计的要小得多。

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世界上最小的3D打印机

  这款3D打印机采用了“添加剂制造技术”,其工作原理如下:打印机所用到的打印“纸”其实是一小缸合成树脂,听起来很不可思议——这种奇特的“纸”在受到光线照射时会发生硬化。打印机制造所需的物品时,LED灯亮起,将强烈的光线射入缸中,之后树脂便会凝固成型,接着再往该层上加入新的树脂并照射,这样一层又一层的堆积后,设计的物体就出炉了。研发小组的克劳斯.斯塔德曼(Klaus Stadlmann)表示:“通过这种办法,我们可以使用一种复杂的内部构造出复杂的几何物体,这点是普通的铸造技术所无法完成的。”

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用世界上最小3D打印机实现的物品

  它的外形只有牛奶盒大小(当然我们说的是大盒装的),重量仅有3.3磅(约1.5公斤),是“世界上最小的3D打印机”。这一突破进一步拉近了DIY三维打印制品与现实的差距。研发小组目前还在使用多种材料和技术进行实验,希望这款3D打印机能早日面世。 >>

63D打印机令人惊叹的10件事(上)回顶部

3D打印机令人惊叹的10件事(上)

  3D打印机那些令人激动的预言——它们会引发X、Y、Z行业的革命,它们甚至能帮你拖地——让现在正在使用中的任何应用程序都为之逊色。分析人士预计,在制造商的推动下,到2016年3D打印业的资金会达到31亿,从鞋子到轿车,任何东西都能打印出来。下面是3D打印业重塑工业设计的10种方式。

  1、以色列的Objet公司正在改变机械原型设计的限制。他们的3D打印技术分辨率高,并能处理多种材料。

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用3D打印改变机械原型设计

  2、矫正牙齿:钻牙、拔牙、长期戴牙箍:去看牙医或牙齿矫正医师是大部分人都必须忍受的折磨。谢天谢地,一些具有前瞻性思维的公司正在研究如何让牙医业走出石器时代。

  隐适美牙箍的制造商Align Technology公司,基于已扫描的牙齿数据,使用3D打印机打印牙齿矫正工具,营业额接近5亿美元。和传统的戴金属牙箍不同,这种方式是打印出一系列稍微不同的透明牙箍——解决了以往微笑时露出金属牙箍的问题。

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3D打印机打印牙齿矫正工具 

  3、建造你的梦中之屋:我们的后代要是知道人们使用蓝图来对新的建筑项目进行可视化时,必会开口大笑。有了3D打印机,潜在房主在第一次付款前就可以用它打印出来色彩饱满、娃娃屋大小的新家。

  像iMaterialise这样的公司会打印出你的新家微型版本,根据大小,价格在400美元到700美元之间。

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建造你的梦中之屋 

  4、提出问题:珠宝商通常用手工打造原型产品——用蜡刻出原型,然后用珍贵的金属浇铸,是一个劳动力密集的过程,很容易发生小事故。现在,制造者可以使用计算机辅助设计/制造软件如JewelStudio设计模型,然后再用3D打印机或数控铣床把它创造出来。MJSA是珠宝制造商、设计师、供应商的一个协会,关注设计/制造挑战,发行了一系列期刊,帮助工匠们更好地理解定制生产技术。

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用3D打印打造原型产品 

  5、像摇滚明星那样穿衣打扮:时尚界较早使用3D打印。荷兰设计师Iris Van Herpen使用3D打印机来为比约克和Lady GaGa进行时尚设计。Freedom OfCreation公司和NaimJosefi公司使用3D打印机制作的华丽高跟鞋,能让凯莉•布拉德肖心动不已。ContinuumFashion使用MakerBot公司的Replicator打印机创造了第一款3D打印版比基尼和眼镜,成为2012年时装周上的佳话。

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时尚用3D打印

73D打印机令人惊叹的10件事(下)回顶部

3D打印机令人惊叹的10件事(下)

  6、给自己奖励一个电子游戏奖杯:当你回到玩“太空入侵者”这款游戏的年代,你若赢得了高分,那名字的字母缩写就可以进入排名榜。现在,你在电子游戏中的战绩可以用3D的方式来纪念。FigurePrints公司可以使用ZCorp技术,打印出“魔兽世界” 和“矿艺”中的战利品,Zcorp技术是现在唯一的一种3D全彩打印方法。

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给自己奖励一个电子游戏奖杯

  7、打印处方:3D打印版的关节和骨头现在正在帮助三万名病人正常行走,而一千万人正使用3D打印版适合自己的助听器,在不远的将来,3D打印机还可以打印药物处方。

  当连体的双胞胎需要在复杂的外科手术中分离出来时,梅奥诊所的医生委托他人基于MRIs制作了3D打印版的内部器官。这让小组中18名医护专业人员在这个对时间要求比较严的手术中,在开刀前就可以熟悉手术的复杂性。虽然这并没有想打印活体组织那样引人注目,但是这个例子阐述了3D科技正以多种方式对医疗护理产生影响。3D打印机使用MRI中获取的数据所打印出来的定制下巴植入物。

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3D打印版适合自己的助听器

  8、提升创意融资平台Kickstarter中的项目:大部分的3D打印机都是在项目的工程阶段使用的,但是它们也能创造出成品,尤其是当创作者只计划生产限量版产品的时候。“Crania Anatomica Filigre”(颅骨解剖精品)是Kickstarter史中出资排名第三的艺术项目,在这个项目中,艺术家Joshua Harker(乔舒亚-哈克)用3D打印机制造出了894个塑料头骨。3D打印机制造商Stratasys的一个部门RedEye,建立了白皮书中心和网络研讨会,详细描述了在生产环境中“添加制造法”的潜在应用和优势。这个头骨雕像是KickStarter史上最卖座的3D打印品。

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3D打印头骨雕像

  9、培养下一代设计师:一家烘焙店若运营良好,则足以资助学校购买一台3D打印机。123D是一款免费的、适合初学者使用的计算机辅助设计软件。只需一位勇敢的家长,能让孩子们在学骑自行车的时候学会机械工程的基本知识就可以了。美国国防部先进研究项目局(Darpa)最近准予奥莱理传媒(OReilly Media)在美国的学校建造1000个黑客空间(hacker spaces)。这个项目仍在成型中,但是MakeSpaces项目是把这种新的工具带入到中小学的第一步。

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3D打印培养下一代设计师

  10、重塑科学模型:沃森和克里克因发现DNA的分子结构而举世闻名。有一点儿人们知之甚少,那就是当他们的同事忙于做实验时,他们把大部分的时间都花在用真实的棍和球来建造模型。

  现在,崭露头角的诺贝尔获奖者可以使用功能更强的工具。类似于贝克曼高级科技学院和伊利诺伊大学技术系那些科学家,可以使用3D打印机来更好地理解难以概念化的生物结构,以及更好地向同行和资金提供人员讲解相关内容。随着科学家们采取这种新的方式来建造复杂结构的模型,3D打印带来的最重要的副产品可能不是一个塑料小工具或一只更换骨头,而是对核心科学信仰的一种根本性的再思考。

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3D打印重塑科学模型

 

  全文总结:3D打印机是一种神奇的打印机,它甚至可以“打印”出一幢完整的建筑。3D打印已经成为一种潮流,并开始广泛应用在设计领域,尤其是工业设计,数码产品开模等,可以在数小时内完成一个磨具的打印,节约了很多产品到市场的开发时间。

  就像打印机逐步进入办公室和家庭一样,3D打印还有很长的路要走。尽管现在3D打印机的成本不断下降,但真正能够实现民用还是需要一段时间。也许不久以后,一台3D打印机可以打印出另一台3D打印机,那样可能就是3D打印机普及的开始,希望这个时刻能早些到来,这将是多么引人遐想的美好未来。[返回频道首页]

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