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2013年09月25日 星期三
中青在线

看3D打印实验室如何“无中生有”

作者 丹尼艾勒·马里亚尼 译者 杨旭东 《 青年参考 》( 2013年09月25日   34 版)

    一个绿花瓶在Fab Lab实验室中诞生了

    20年前,人们要打印文件时都会去打印中心。今天,一些顾客来到打印中心是为了用3D打印机和激光切割机做点生活用品。

    “无中生有”已不是问题

    “来杯冰水!”《星际迷航》中的飞船船长柯克很快就得到了他想要的东西。飞船上的复制机什么都可以制造,包括食品,只要所有化学成分都被存储在数据库中就行。

    难道这只是纯科幻影片中的场景?诚然,想利用存储的数据文件复制水和冰块,还需要科研人员走很长的路。不过玻璃杯的制造在今天已不成问题:一台3D打印机就能做到,比如2X复制器,这一代号是为了纪念那部有关星际飞船的著名电视连续剧。

    然而对一般人来说,打印玻璃为时尚早。虽然有所谓的选择性激光技术可以生产出玻璃和金属制品,但这不是每个人都能做到的事,普通人最好先从打印树脂制品开始。

    “在传统工业中,人们用原材料进行生产,而我们完全逆其道而行。”瑞士Zedax股票有限公司总裁卢西恩·希尔施说。

    2005年他组建的公司是瑞士最早的3D打印机公司之一。具体地说,他是在实验室中从事添加剂光固化快速成型技术。

    我们前往采访的这一天,这位年轻企业家刚刚得到了一款高级品牌手表的样品。他对设计稍加改动之后,启动了打印程序。

    虽然看起来像儿童游戏,但实际操作中还是会复杂一些。“人们经常忘记要做的第一步是编程。如果没有3D设计,就必须对原件进行扫描,这需要更多时间。一般情况下,在电脑中从头设计比扫描原件要简单。”他说。

    样品的数据被分成“小块”,一层层发送给打印机。机器将原材料融化,打印程序启动,喷嘴开始在平面上快速运动,每一层打印结束后添加树脂层。这个过程持续了几分钟,然后又开始打印我们在电脑屏幕上看到的玻璃表面和金属表壳。物体在原材料熔液中形成,激光束聚合需要变硬的部分,最后整个物体将被固化。

    37分钟后,我们从屏幕上看到这一树脂模型已基本成型。现在只需去掉保护膏,将成品放在另一台机器上抛光,完成!这一树脂复制品活脱脱就是我们在电脑上看到的3D模型。

    形状、产量无拘束

    市场上存在各种形式的“快速成型”技术,走入大众的3D打印技术使用的是熔融沉积成型原理,这是上世纪80年代末研发出的技术。最新一代的打印机甚至可以将各种不同的树脂混合在一起。目前市场上有约50种树脂,它们有着不同的颜色和硬度。

    新型打印机能做出任何一种形状,这种新科技的另一优势是高速。“我们制作一个产品最多需要3天时间。”希尔施的大部分顾客来自钟表制造业。

    “当一家企业的负责人无法在5种不同的新款式中做出抉择,这时候如果有个样品拿在手中,会比看设计图要强得多,能缩短做决策的时间。”

    何况,制造一个3D样品比传统样品要经济实惠。一块瑞士手表的玻璃所需费用在100~150瑞郎之间(1瑞郎约合6.5元人民币)。

    也有顾客订购一些“简单”物件,比如某种机器的零部件。因为需求量不大,所以不值得批量生产。“都是些单个物体,这种技术不适合大批量生产。”希尔施表示。

    3D打印实验室Fab Lab的老板贾恩坦·布西指出,“目前3D打印机无法替代传统工业,而是对其进行了重组”。至于美国总统奥巴马在今年2月一次讲话中所说的“革命”,布西认为用“进化”更恰当。

    “某些材料尚不可能用来3D打印。”他强调,“但这种技术能制造出特别复杂的东西,并改变人的思路,这一点不容置疑。”

    “20年前,当人们要打印文件时,都会去打印中心。今天家家都有打印机,因此打印中心必须专业化。现在3D打印机可能也会经历同样的发展历程。”

    数码时代的手工艺术

    现在人们花500瑞郎就可以买一台3D打印机,当然,打印效果无法比拟那些几十万瑞郎的专业打印机,不过做些有创意的数码物件或满足小企业的需求,还是绰绰有余的。

    弗朗索斯·佩雷特与妻子安妮认识3D打印技术纯属巧合。“我妻子是做巧克力的,我是测量员,我希望能帮到她。她需要木质模子做块状巧克力。我们设计出了模子的具体花样,但问了许多木工,却无人能做出这么精细的花纹。”

    在网上寻找一番后,他们找到了Fab Lab实验室。这一位于瑞士西部城市纳沙泰尔的制作室,为顾客提供各种生产数码产品的机器,比如3D打印机和激光切割机。在那里任何人都可以花不多的钱,使用现成的材料打印产品,同时会被要求将自己的技能分享给其他人。

    “我用U盘带去了设计草图,一开始想用3D打印机,后来发现激光切割机效果更好。做出的模子非常完美,用3D打印机应该也行,只是塑料模子对于每天连续使用还是不够结实。”

    从促销者的角度,Fab Lab有可能在基础上改变市场理念:每个人都可以自己生产日用品,或者将产品个性化,同时还能缓解那些远离工业中心的偏僻地区的生产困难。目前Fab Lab正参与一个坦桑尼亚的水利项目,希望为当地制造急需的电子元件。

    佩雷特夫妇受到了Fab Lab的启发,决定在今后几个月里做出更多别出心裁的巧克力模子。“我们还需进行测试,技术上应该可以做到。我做好3D草图,用3D打印机打印出成品,注入热巧克力,做出不同形状的巧克力来。”佩雷特说。

    电视剧中的柯克船长一定会感到嫉妒,因为就算在戏中,他也无法在他的飞船上享受到用3D打印的模子做出的巧克力。

    瑞士资讯网站swissinfo.ch

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