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3D打印那些事

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coolme 发表于 2012-12-23 20:39:34 |显示全部楼层
自从好莱坞商业巨片《阿凡达》在全国热映,3D这个概念就成了人们茶余饭后热议的话题。各大厂家也看到了3D概念蕴含的巨大商机,争相推出了3D产品,前不久三星刚刚推出了全球首款3D电视,本月惠普也宣布即将推出首款桌面3D打印机。有人预言,3D打印机将在未来成为市场的主流,只要你想的到的东西,3D打印机几乎都能打印出来,它将给工业生产与我们的生活带来巨大的革命性改变。    您可能会问,到底什么是3D打印机呢?虽然提起3D打印机很多人都会觉得很新鲜,但其实3D打印机并不是什么新生事物,早在三十年前,3D打印机已经诞生,并开始应用于设计领域,3D打印机在功能上与激光成型技术一样,采用分层加工、迭加成形,即通过逐层增加材料来生成3D实体,与传统的去除材料加工技术完全不同,之所以称之为“打印机”是参照了其技术原理,因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。
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    3D打印机与普通打印机的最大不同是可以及时将电脑中已设计好的模型直接打印出来,无需机械加工或任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,从而极大地缩短产品的研制周期,提高生产率和降低生产成本,现在在电影制作、医疗、生产领域3D打印机都发挥了其独特的作用。
   我不想通过一些晦涩难懂的语言,去给您解释3D打印机的功能有多强大,我将通过一个个小故事,让您轻松愉快的了解3D打印机,怎么样?不想听故事吗?还犹豫什么,点击一下鼠标,进入下一页吧。


3D打印机与《阿凡达》电影的故事

    既然3D的热潮由3D电影《阿凡达》燃起,那么我们的故事也就先由这部电影展开吧。电影《阿凡达》用独特的3D视觉效果,把我们带入了一个全新的幻想中的世界,让我们在身临其境感觉中更进一步感受到了电影的全新魅力,带给我们强烈的视觉冲击,也由此点燃了全世界的3D热。
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    但是很多人却并不知道这部电影成功背后的一个重要功臣是——3D打印机。作为一部科幻电影,《阿凡达》中的很多场景都无法从现实中直接拍摄,需要制作很多模型,我们看到的潘多拉星球郁郁葱葱的环境,各种美妙的生物,都是通过3D打印机打印出来的。
    还有电影中蓝色皮肤的娜美人,这些人物的每个细节动作,都是通过3D打印机先打印出模型,然后再拍摄出来的,以及电影中那个类似变形金刚即有驾驶舱的步行装甲,这个庞然大物的模型也是3D打印机完成的。
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     3D打印机在场景塑造,画面定型方面发挥了巨大的作用,使影片中角色可以表现出几十万种面部表情。正是由于3D打印机,《阿凡达》才能成功拍摄完成,搬上银幕,给了我们一场如此完美的视觉盛宴。


3D打印机与和平空间站中小盒子的故事

   3D打印打印精度很高,除了可以表现出外形曲线上的设计,结构以及运动部件也不在话下。如果用来打印机械装配图,齿轮、轴承、拉杆等都可以正常活动,而腔体、沟槽等形态特征位置准确,3D打印技术的优势在于能够在,各个零部件的构造复杂性和重量轻型化两者之间找到最佳平衡点。下面我将给您将一个3D打印机与和平空间站中小盒子的故事。
    上世纪90年代,作为参与建立国际空间站的合作方之一,波音公司的工程师们接到的一项任务是,必须制造出50个形状各异的小盒子。由于时间紧迫,而利用传统膜塑方法来制造大约需要9个月,研究人员于是走了捷径。他们利用当时一项名为快速成型(rapidprototyping)的新兴技术,用计算机绘制出物体的三维模拟图,然后输出到3D打印机上,通过激光将微小的尼龙颗粒熔合在一起,一层一层堆积,最终将模拟图“打印”成一个真实的物体。利用这一技术,在短短几小时之内,就制造出了这50个形状各不相同的小盒子,并用这些打印出来的复制品来检测他们将来送往空间站后能否组装在一起并承受得住太空中的低压环境。
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    接下来发生的事情出乎所有人的意料。这些成本低廉的复制品在检测过程中表现优异,波音公司的冶金专家克利夫•布拉姆顿由此提出,既然这些打印的复制品通过了测试,为什么不直接在国际空间站上使用它们呢?他的想法实现了。现在,国际空间站上绕地球轨道运行的50个奇怪的小盒子正是3D打印机“制造”出来的。


3D打印机与《魔兽世界》的故事

    对于狂热于《魔兽世界》的玩家来说,这将是一个振奋人心的消息,《魔兽世界》中的人物将可能通过3D打印机进入到现实世界中,FigurePrints.com可为《魔兽世界》这款大型多人在线电脑网络游戏的玩家们所创建的动作人物(通过长期游戏,玩家们获得了盔甲和属性)制作1:18比例的实体小雕像。
    在玩家们在这款游戏中投入数千小时之后,他们在努力寻找着能够丰富自己收藏的那些物品,毕竟游戏的体验一直是虚拟的,而能够真实获得这些物品对于玩家们极具吸引力。
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   玩家们可以进入网站,输入《魔兽世界》中人物的名称,然后从各种姿势、盔甲、剑、底座形式中选择,每个人物有超过100种不同的动画,而且每一种动画中还有几百种不同的身体姿态。在用户按下“打印”按钮后,这个模型将保存成一个文件,此时,由一位3D艺术家做出最后修改后,模型即交付打印,最后送到玩家手中。
   听到这个故事,我再想,如果今后3D打印机普及了,像电脑一样进入到每个家庭用户中,那么我就以后不用再买玩具了,直接打印就能制作出许多不同的好玩玩具。


3D打印机打印孕妇腹中胎儿的故事

    这个故事来自英国,3D打印机将可以帮助每个孕妇得到实物大小的肚中胎儿模型。
    对于天底下所有的父母来说,第一次在超声波检查中看到他们未出生的宝宝影像,已经是非常激动的了,随着科技的不断发展,而现在的怀孕妇女更是可以在一种新技术的帮助下,获得实物大小的肚中胎儿模型。
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    这种名为“快速成型”的技术,能成功地将超声波检查和核磁共振成像(MRI)扫描获取的数据,转换成一个实物大小的胎儿石膏模型。很多孕妇在拿到自己未出世宝宝的全尺寸模型后,脸上都展现出吃惊的表情,对他们来说,这项技术能够使他们对肚子中的孩子有一个更为直观的了解。同时医生还指出,一些父母的宝宝可能出现畸形或者需要治疗,对于这些父母而言,这项技术同样可以充当一个情感工具。


3D打印机与姚明的故事

    等的迫不及待了吧,我终于要讲讲3D打印机与姚明的故事了,您仔细听吧。
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    3D打印机除了应用在设计方面外,还有帮助医生治病的功能。据介绍,目前医疗上所使用的CT技术,就是逐层扫描并最终成像的技术,这一点与三维立体打印机的工作原理基本一样,因此如果把三维立体打印机应用在医疗上面,那么医生就可以借助立体的器官模型,更好地得出治疗方案。
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   相信很多人还记得08年姚明脚部骨裂时的场景:当时为姚明主刀的克兰顿医生为了让媒体记者更加清楚地了解姚明受伤的情况,特别准备了一个姚明伤脚的模型,详细解释了受伤的部位。“实际上,那个模型就是3D打印机的杰作。”该公司的负责人介绍说:“将3D打印机应用到医疗当中的最大好处就是,医生可以看到立体的人体器官,将更加有利于医生制定治疗方案。特别是在向病人解释病情时,将更加方便,也更具有说服力。”


George Hart 访问Z Corp http://mcad3dprintingandprototyping.blogspot.com/2010/06/george-hart-visits-z-corp.html
George Hart是Stony Brook University的计算机科学系的研究教授,他的主要研究领域是数学和算法思想应用到雕塑。3D打印是实现他许多设计的理想方法,他的网站收集了大量的3D打印数据文件。
http://www.georgehart.com/
George目前正在休假,他谈论了最近作为数学新博物馆首席内容官的工作,纽约市将在两年内开放。该博物馆预计每年40,000参观者,其中许多人将会是学校团体。他想象的孩子在他们访问期间设计模型,并可以通过网站在线看到他们的模型被制作成实物。

http://momath.org/

在回答关于设计软件的问题,George说,他主要使用Mathematica,是由Wolfram Research提供的通用计算工具软件。Mathematica提供了方便在3D打印上使用的zpr输出格式。

http://www.wolfram.com/

George每周在Make Magazine博客上发表Math Monday文章。该博客被格式化为一个单一的长页。您可能Math Monday的归档中找到六角棒附件(更多:)。
http://blog.makezine.com/
To see more work of this sort, check out Carlo Sequin’s links:
http://www.cs.berkeley.edu/~sequin/SCULPTS/sculpts.html



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