在曹妃甸體驗“魔幻”3D打印(組圖)
圖為王建新博士向記者展示用3D打印機打印出的馬頭模型(右)。記者 趙亮 攝

3D打印前,專家在對打印物體進行三維掃描。

技術人員在觀察3D打印機的工作狀況。

部分3D打印樣品。記者趙亮攝
環渤海新聞網專稿 (記者 王雪漫)爸爸需要一個茶杯,打印一個;媽媽需要一個油壺,打印一個;寶寶想要一個喜羊羊,沒問題,3D打印機給你打印一個。這不是幻想,是現實。近日,記者到曹妃甸區唐山灣生態城采訪,在唐山工業職業技術學院快速成型中心院士工作站見識了一回這樣帶有“魔幻”色彩的生活。
2小時打印出馬頭模型
3D打印機是如何進行工作的?院士工作站的負責人王建新博士為記者進行了現場演示。
記者隨意選取了一個擺在現場的立體馬頭雕塑做實驗。王建新介紹說,要打印出一個逼真的實物模型,需要經過三維掃描—3D數據處理—3D打印3個步驟。打印出什么樣的實物模型,是根據事先輸入的數據而定的。也就是說,3D打印首先要把實物設計成“圖紙”,這個圖紙即為數字模型。而數字模型的建立,需要通過三維掃描后,進行3D數據處理后獲取。工作人員首先用三維掃描儀對這個馬頭模型進行掃描。
記者注意到,一個個附有感光坐標點的小紙片被貼到掃描物件上。王建新說:“將這些坐標點貼在飛機、汽車等實物上,再大的物件也能采到3D數據�!睅追昼姾螅瑨呙钄祿统霈F在電腦上。
“剛剛用過的‘3D掃描儀’好比膠片相機,經過處理的3D模型就好比底片�!蓖醪┦拷榻B說,3D模型底片下一步會通過專業軟件進行圖像分層,把3D圖像分解為一定數量的2D平面圖案,最終通過3D打印機逐層打印出來。
在快速成型中心激光成型室,一臺激光式3D打印機中間有一個微波爐大小的方形空盒,盒頂上方懸掛著一個激光發生器探頭,盒底是一個“池子”,裝滿了液態的光敏樹脂材料,“池子”中央還有一個網狀的支撐架。記者注意到,隨著探頭射出的激光在池面上移動,光敏樹脂材料在支撐架上形成一個個的固化點,并由點成面,2個小時后,一個逼真實物馬頭模型就成型了。
王建新說,在這個過程中,3D打印是一個從點到線,從線到面,通過層層累積實現立體打印的過程,就像蓋樓房,從地基開始,用磚瓦、水泥、沙石一層層往上砌,最終建造起一整幢樓房。對于3D打印與傳統制造方法的不同,王建新形象地比喻為“傳統制造法是做‘減法’,而3D打印是做‘加法’,也叫它‘增材制造’”。
唐山3D技術處于全國中高端水平
汽車模型、心臟模型、空心大象、玩具……將快速成型中心一個展柜里擺得滿滿的。王建新說,它們都是用這里的3D打印機打出來的。
王建新介紹,西安交通大學在3D打印技術領域的研究處于國內尖端水平,快速制造國家工程研究中心就設在那里。西安交通大學教授盧秉恒被視為國內3D打印業的先驅人物。目前,我市的這個快速成型中心院士工作站就是由盧秉恒領導的院士團隊和唐山工職院博士團隊組成的,也是省級院士工作站。我市引進的3D打印機,可以打印出600mm×600mm×600 mm的實物模型,打印產品的精度可以達到0.05毫米,這一指標在國內名列前茅。綜合來看,王建新認為,唐山的3D打印在全國處于中高端水平。
3D打印技術已在唐山應用
王建新告訴記者,目前3D技術已在唐山的陶瓷、裝備制造、設備維修、醫療整形及藝術創作方面得到應用。
“唐山的陶瓷名揚海內外,如果廠家想要制造一款新產品,可新模具制造出來,又糾結能否得到市場認可,在這種情況下,就可以使用3D打印技術,打印出新產品,若得到市場認可再開模具,得不到市場認可再重新設計�!�
王建新說,與傳統的加工相比,3D打印優點很多,首先是更快捷,時間上節約一半以上;其次是更加精確;第三則是3D打印技術耗材少,幾乎不產生廢料;第四是十分適合個性化產品的生產。
“3D打印機將意味著人人都可以參與制造。”王建新說,“3D打印掀起的DIY浪潮會使每個家庭都成為車間,可以打印出玩具、生活必需品等。數字化制造將個性定制的成本降到了最低,只需要在電腦上修改參數和算法即可�!蓖踅ㄐ卤硎荆�3D打印將改變人們的生活,促進唐山裝備制造業轉型升級。
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