主题:【原创】说说 3D 打印那点事 ( 补完) -- kernelh
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家园 3d打印的未来发展方向

本来想写写挤出头结构,运动控制算法之类的东西,后来想想作为科普读物,这些内容可能大家不会太感兴趣,因此最后一篇打算简单讨论了一下3d打印目前比较热的技术,不再限于FDM,这个系列就可以交账了。

首先还是再说说FDM, 这个当前最廉价的3d打印技术,因为挤出头的技术限制,没办法实现非常精密的打印,比如做模具肯定是不够的,这个限制主要是因为喷嘴的口径不能太小,目前的塑料挤出流行的喷嘴直径大约在0.4mm,最小有0.2mm的。但是这么小的直径很少用到,一是因为需要在打印速度上做一个权衡,越小越慢。道理很容易理解,类似用笔在纸上涂色,喷嘴的直径等同于笔的粗细,用细的笔,可以描的相对仔细,但是涂的慢,粗笔则反之。不关手有多稳,最后的图像细致程度(主要是尖角转折的部分,平滑的外轮廓不在此列)会受到笔的粗细限制。二是受到塑料流体/胶体本身特性的影响,小的挤出头控制起来更加困难。

这个方向也许将来多喷头是一条出路,这需要对材料更好的掌握和更精准的控制。 现在的双喷头打印机有两问题,一个是切换打印头的时候,不用的那个打印头会不受控制的漏出少许材料,另外一个问题两个打印头尖端不是严格对齐的话,不用的那个打印头会在已经打印好的平面上刮出印迹。这些问题都会影响最终的打印质量。

那么除了精度,下一个想要的是什么,没错颜色!

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开源社区已经对颜色做了一段时间的研究了,并且有了一个长达几十页的初步的报告。感兴趣的可以自己研究。

http://www.reprap.org/wiki/File:RepRapColourMixingReport-jmc.pdf

但这一块可以预见要成熟还有待时日。

这个系列主要讨论fdm这类3d打印,因为几百美元的价格已经落到了普通家庭准备圣诞礼物的区间了。这是当前技术条件下一般人能用的起的打印机. 也适合教育,或者玩具类的应用。

抛开FDM, 能在达到工业级模具精度的3D制造方式首推光树脂聚合。kickstart上的formlabs的form1 已经募集了几百万美元的资金,售价$2600. 这已经比objet那些几万,几十万美元的家伙便宜了数量级。 因此得到了广泛的关注。该创业公司网址在这里 http://formlabs.com/

[FLASH]http://cdn.shopify.com/s/files/1/0183/2285/files/stereo.swf[/FLASH]

这类技术白菜化在模具制造和新产品研发领域应有足够的想象空间

另外一个不得不提的技术是生物3d打印, 这个更能让人浮想联翩,并且其实不是很遥远的技术,已经有公司推出了商业化的产品。链接在这里 http://www.organovo.com/

原理并不复杂,用两个打印头,一个打印接触水可凝固的胶体,用来生成支撑结构,另外一个头喷出包含活体细胞的培养液。每一层支撑结构生成之后,细胞培养液中的细胞就可以依附并自动生长,这样一层一层叠加起来,最终形成生物组织。细胞本身是活的,可以自组织。 公司网页上宣称生成的组织可以用来测试药物等等。我猜测真正作出一个功能化的器官,需要不同性质的细胞,离到这一步可能还有不远的距离。但应当不存在难以解决的技术障碍,比如是否可以用干细胞,靠控制3d空间的激素浓度一次形成组织? 外行胡说,还请专家指正。

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3d打印在可以预料的将来不会取代工业化生产,所谓第三次工业革命,个人不是很同意。但随着材料,生物等技术的进步,对个性化服务,产品研发,医疗将有巨大的影响。也不可小看。本文草草收尾,蜻蜓点水,算是一个引子。有用的技术比如生物打印需要跨行业合作,大家也都在起步阶段,希望国内这方面的有志

之士能够跟上。这里不需要理论突破和天顶星技术,就可以做出了不起的东西。

(完)

通宝推:不远攸高,铁手,
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