科學(xué)家用金屬3D打印制造出驚艷的三葉蟲模型
3D打印技術(shù)可能代表著制造的未來,但是它同時(shí)也讓科學(xué)家們更方便地探索未來,比如芝加哥大學(xué)生物化學(xué)教授Drummond博士酷愛的三葉蟲——這是一種生活在2億7000萬年前的海洋節(jié)肢動(dòng)物。為了能夠比圖片、書籍和化石更加接近于這種滅絕生物本身,他決定收集大量數(shù)據(jù)來可視化三葉蟲的解剖結(jié)構(gòu),然后加以整理并將其變成栩栩如生的3D打印模型�!拔铱偸窍胍鎸�(shí)地觸摸一只三葉蟲,把它從石頭上拿起來,翻過來用手撥弄它的尖刺。”這位教授在《The Fossil Forum》上介紹說
3D打印三葉蟲聽起來似乎很有趣,但Drummond博士很快就意識(shí)到了他將要面臨的挑戰(zhàn)。只需稍微看一下三葉蟲化石或者相關(guān)插圖,很多3D打印愛好者就會(huì)明白這意味著什么:大量纖細(xì)的肢體結(jié)合著長(zhǎng)長(zhǎng)的伸出的觸角,使得3D打印成功的幾率大為降低。再加上其它因素,這位生物化學(xué)教授決定將同一屬內(nèi)的不同三葉蟲種類結(jié)合起來,并且放棄那無法進(jìn)行后處理的具有眾多褶邊的細(xì)節(jié),以創(chuàng)造出歷史上最適合3D打印的三葉蟲。 Drummond先將鉛筆素描變成Inkscape軟件中的文件,然后將其導(dǎo)入Blender軟件生成可3D打印模型,它的形態(tài)更接近于Ceraurus三葉蟲,這種三葉蟲生活在4.7億年前,這種三葉蟲擁有足夠的細(xì)節(jié),而且又適合3D打印。此外Drummond在設(shè)計(jì)時(shí)還參考了其它物種的三葉蟲,并給它增加了一些想象中的特征以使其更加便于3D打印。
由于在大學(xué)里,Drummond能夠用到一臺(tái)Formlabs Form1 3D打印機(jī),他很快就能用透明樹脂3D打印出分辨率為0.05毫米的初始模型,然后在稍加改進(jìn)之后Drummond又打印出了一個(gè)黑色樹脂的三葉蟲。但是這位挑剔的三葉蟲愛好者仍不滿意,認(rèn)為它的腿太像甲殼動(dòng)物。在對(duì)其進(jìn)行了修正以后,Drummond將其發(fā)給了專業(yè)3D打印平臺(tái)Shapeways,希望能夠獲得一個(gè)全新的金屬外觀。
由于在此之前的其它3D打印項(xiàng)目中使用過Shapeways的服務(wù),因此Drummond對(duì)于該公司能夠提供具有最高質(zhì)量的3D打印金屬三葉蟲充滿信心。而最終的結(jié)果也沒有讓他失望:一系列使用直接金屬打印技術(shù)打印出來的Ceraurus三葉蟲模型,盡管還有一些缺陷,但是與用樹脂打印出來的模型相比已經(jīng)有了巨大的改進(jìn)。Drummond還使用了Shapeways 的磨砂超精細(xì)(Frosted Ultra Detail)樹脂打印工藝,該工藝可實(shí)現(xiàn)29微米的層厚。
這中間最重要的是一個(gè)令人驚嘆的青銅3D打印模型,同樣是由Shapeways 3D打印的,但是Drummond親自對(duì)它進(jìn)行了后處理。“我使用了硫肝,這是一種用得比較少的金屬著色劑。此后我還對(duì)它進(jìn)行了氧化,以創(chuàng)造出包漿,然后對(duì)凸出的部分進(jìn)行打磨拋光,去掉銅銹。從而使其更加有年代感�!斑@位教授講解道。
Drummond教授對(duì)最終的結(jié)果相當(dāng)滿意:“總體而言,這個(gè)能是最為準(zhǔn)確的等比例三葉蟲模型了。”為了完成這個(gè)項(xiàng)目,Drummond還用純銀打印了另外一個(gè)相似的模型,與青銅模型形成完美的補(bǔ)充。
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