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天津3D打印:3天万元可打印模拟真人

导读: 天津市的3D打印关键技术开发与应用起步于九十年代末,经过十余年的持续发展,在材料成型与工艺优化、激光熔覆、光固化快速成型成套设备与工艺等方面具备了一定的基础

  航天英雄杨利伟专用的航天座垫、传真机的外壳、车用汽油机的铸造蜡模、造型复杂的精密铸件,一个个通过3D打印技术开发的精品陈列在天津市快速成形技术工程中心大厅里。

  走进这家中心大厅的里间,有两台两米多高的3D打印机正在工作。中心主任、天津大学研究员崔国起掀起一台机器的侧面挡板,3D打印机内部工作状态:一层白色的粉末均匀的撒开,一束红色的光线迅速扫过,一幅精美的画面隐约展现在眼前,又是一层白色的粉末均匀的撒过,红色的光线再次扫描,精美的画面再次出现。崔国起告诉说,白色粉末是一种树脂材料,在计算机控制下激光扫描过的地方树脂就会固化,一次次扫描、一次次固化,层与层之间在激光的作用下实现了无缝连接。如此往复叠加,最终就会形成人们设计的立体构件,这就是3D打印。构件的形状是我们根据用户需求提前设计好的,每一次扫描的画面都是根据提前设计的数据展开的。

  若是金属材料是否也可以直接打印出来?崔国起说,也可以,但激光器要有足够的能量,且成本很高。不过我们若做金属零件一般采用激光制模和精密铸造联动,先用3D打印工艺做一个铸造模具,然后通过石蜡铸造工艺,生产出所需的金属物件。用这种工艺制造的金属零件的强度要比普通铸件强度高,制造成本也比直接打印金属零件要便宜得多。

  什么是3D打印?现场的科技人员给进行了一回“科普”:3D打印技术是近30年来兴起的一项集光机电、计算机、数控及新材料于一体的先进制造技术。其与传统的制造方法不同,是通过将粉末、液体、片状等离散材料逐层堆积,“自然生长”成三维实体,就好像一层层打印上去一样,为此人们称其为“3D打印”,又称“快速成形”,学名称为“增材制造”。

  如果使用这台打印机,按1∶1的比例,打印一个1.7米高的成人,需要多长时间?费用如何?现场的科技人员回答:大约需要3天时间,1万元左右。如果按1∶1的比例打印真人,能分辨出人的毛孔,如果这个人脸上有青春痘,也能够清楚地打印出来。

  崔国起说,他们这个中心隶属天津大学,早在1998年就被科技部确定为全国最早的5个推广3D打印技术的“生产力促进中心”之一。

  大家熟知的神九飞船中每个宇航员的坐垫,就是他们利用这项技术制造模型,并最终制造出成品的。15年来他们已为全国25个省市的单位提供过2000多次的3D打印服务。这里的3D打印机,平均每台全年工作时间3000小时。

  3D打印技术离我们有多远?崔国起说,3D打印技术在我国的应用领域十分广泛,其应用目前主要在三个方面,一是高端应用,如航空航天产品精度要求比较高,结构比较复杂,且产量极小的产品。二是中端工业应用,如企业新产品开发,在其开发设计阶段,常常需要样品,这时采用3D打印技术比较快捷、经济。譬如,他们制造一套三缸汽油机的铸造蜡模仅需两天时间,制造一套三缸发动机进气歧管的铸造木模仅需三天,制造一件传真机的塑料外壳仅需一天。三是民用,如在医疗领域,打印人造关节,3D技术可以根据具体人的关节尺寸,量身打印。这不仅在尺寸精度上做得更好,而且比传统的方法更快捷、经济。此外,有报道称现在还出现了为大众服务的3D打印照相馆。

  天津市的3D打印关键技术开发与应用起步于九十年代末,经过十余年的持续发展,在材料成型与工艺优化、激光熔覆、光固化快速成型成套设备与工艺等方面具备了一定的基础,在三维信息获取、高功率固态激光器、超精密机构、智能控制技术等交叉学科领域具有较强的研发实力。目前,全市有约500家单位应用了3D打印技术,形成了天津市快速成形技术工程中心、天津职业技术师范大学机械学院等数个为全市提供3D打印技术服务的机构。

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