3D打印機起源及原理

　　3D打印源自100多年前的照相雕塑和地貌成形技術(shù)，世紀80年代已有雛形，其學名為"快速成型"。它的原理是：把數(shù)據(jù)和原料放進3D打印機中，機器會按照程序把產(chǎn)品一層層造出來，并且打印出的產(chǎn)品，可以即時使用。

　　早在2010年3月時期，一位名為恩里科·迪尼（Enrico Dini）的發(fā)明家設計出了一種神奇的3D打印機，它甚至可以“打印”出一幢完整的建筑。

　　據(jù)恩里科·迪尼介紹，這種打印機的原料主要是沙子。當打印機開始工作時，它的上千個噴嘴中會同時噴出沙子和一種鎂基膠。這種特制的膠水會將沙子 粘成像巖石一樣堅固的固體，并形成特定的形狀，然后只需要按照預先設定的形狀一層層噴上這種材料，最終就可以“打印”一個完整的雕塑或者教堂建筑。3D打 印是添加劑制造技術(shù)的一種形式，在添加劑制造技術(shù)中三維對象是通過連續(xù)的物理層創(chuàng)建出來的。3D打印機相對于其他的添加劑制造技術(shù)而言，具有速度快，價格 便宜，高易用性等優(yōu)點。

　　3D打印機就是可以"打印"出真實3D物體的一種設備，功能上與激光成型技術(shù)一樣，采用分層加工、迭加成形，即通過逐層增加材料來生成3D實 體，與傳統(tǒng)的去除材料加工技術(shù)完全不同。稱之為"打印機"是參照了其技術(shù)原理，因為分層加工的過程與噴墨打印十分相似。隨著這項技術(shù)的不斷進步，我們已經(jīng) 能夠生產(chǎn)出與原型的外觀、感覺和功能極為接近的3D模型。

　　說的簡單一點，3D打印是斷層掃描的逆過程，斷層掃描是把某個東西"切"成無數(shù)疊加的片，3D打印就是一片一片的打印，然后疊加到一起，成為一個立體物體，如果看過《十二生肖》電影的人肯定對此類工作原理不陌生。

　　3D打印機最新產(chǎn)品及未來趨勢

　　3D打印機作為快速成形技術(shù)，它能根據(jù)計算機里的3D模型，用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料進行多層疊加，在較短的時間內(nèi)"打印"出3D實物。 與傳統(tǒng)制造技術(shù)相比，3D打印能節(jié)省大量時間和人力?？梢哉f，人們所想象出的任何形狀，都能通過它變成現(xiàn)實，從而實現(xiàn)"個性化制造"。

　　說了那么多概念東西，接下來就跟小編來看看目前3D打印機發(fā)展如何吧。早在美國CES2013展會上，3D Systems展出了隸屬于旗下Cubify系列、名為方塊（Cube）的家用3D打印機。

　　近期，德國公司Nanoscribe GmbH在美國舊金山某展會上，發(fā)布了一款迄今為止最高速的納米級別微型3D打印機Photonic Professional GT。

　　這臺Photonic Professional GT 3D打印機，能制作納米級別的微型結(jié)構(gòu)，以最高的分辨率，快速的打印寬度，打印出不超過人類頭發(fā)直徑的三維物體。

　　這臺微型3D打印機是應用到了全新的激光印刷術(shù)：首先通過CCD傳感器對通過曝光、掃描產(chǎn)生的原稿的光學模擬圖像信號進行光電轉(zhuǎn)換，然后將經(jīng)過數(shù)字技術(shù)處理的圖像數(shù)碼信號輸入到激光調(diào)制器，調(diào)制后的激光束對被充電的感光鼓進行掃描，在感光鼓上形成靜電潛像，圖像處理裝置對諸如圖像模式、放大、圖像重迭等作數(shù)碼處理后，再經(jīng)過顯影、轉(zhuǎn)印、定影等步驟，完成整個印刷過程。

　　另外，這款打印機還采用了基于雙光子聚合的3D打印技術(shù)，讓激光瞬時通過脈沖調(diào)制聚合光敏材料，來制作出自我支撐的微型（和納米）結(jié)構(gòu)，以達到 直接激光寫入。此外，這款德國Nanoscribe的打印機可以以每秒超過5太位（terabits）的速度來打印聚合物波導（polymer waveguides），堪稱世界最高速，且它的精度可以在一根頭發(fā)上打印出一個10個字母的公司名稱。

　　另外，3D Systems公司還在CES2013展會上推出了一款Cubify系列家用3D打印機，與第一代產(chǎn)品相比，第二代Cube有許多改進，其中包括打印速度 是原來的1.5倍，既可以使用ABS，也可以使用可回收的PLA塑料。第二代Cube保持了第一代產(chǎn)品的許多特性，例如方便加載的粉盒(交回舊粉盒可獲得 折扣)、觸控屏控制和WiFi連接。

　　文章總結(jié)：目前3D打印機制作3D產(chǎn)品需要提供3D制作圖才能進行制作，對于普通用戶來說可能比較困難，不過對于未來3D打印機來說，可能只需 提供產(chǎn)品的多個角度的照片就可自行制作成3D制作圖，或者可以像《十二生肖》電影中，通過專業(yè)手套來進行掃描產(chǎn)品，之后再通過3D打印機來制作即可。另 外，未來3D打印機也會在家庭中必備的家電產(chǎn)品，就如文前小編所說，發(fā)現(xiàn)沒有螺絲、碗碎了、模型零件損壞、制作DIY產(chǎn)品都可以使用3D打印機來進行制 作，未來3D打印機可以為家庭添色不少。