河北工业大学北辰校区,在昨日下午举行了一场特殊的典礼。典礼结束后,装配混凝土3D打印的赵州桥正式落成。据新闻媒体的报道,这个3D打印的赵州桥是河北工业大学副校长(也是土木与交通学院院长)带领团队完成的,它是目前世界上跨度最长、桥梁总长最长、规模最大的混凝土3D打印桥梁。
3D打印这个词,是大多数人早就听说过,但可能快要淡忘的词汇。最早的3D打印技术出现在20世纪90年代中期(大概就是1980-1995年这一段时间内)。在当时,这一种很便利很先进的技术,以至于人们都会觉得不可以思议,觉得很魔幻,像是在电影上看到的特效。也许看过实际操作的人会觉3D技术使用起来是很简单的,但你知道它的原理吗?如果还没有见过3D打印的过程,那么可以先想象一下我们所常见的打印机。其实3D打印技术与普通打印工作原理基本相同。我们在使用打印机时,会将事先备好的空白纸放在打印机中,这些纸张可以称之为我们的打印材料,而通过电脑,我们将我们想要打印的东西传输给打印机,打印机将这些东西呈现在打印材料上,也就是将表格之类的电脑文件变成了纸质文件。
明白了打印机的工作原理,我们就能更好地了解3D打印技术了。正如上文所说,它们的工作原理基本相同,3D打印同样需要打印材料,只不过它所需要的材料更加高级一点,所需要的“打印机”也更加高级一点。“利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置”是百度百科对3D打印技术的解释,用液体或粉末等组成“打印材料”,与电脑连接之后,这些打印材料通过电脑的控制,按照电脑上面的蓝图(就可以理解为普通打印机所需要的电脑文件)一层一层的叠加起来,最后就会呈现出电脑蓝图那样的实物了。
虽然都是3D打印出来的物件,但根据使用的材料、其使用方式以及构建等方面,在技术方面也会有一些区别。较为经常使用的材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、橡胶类等,目前有挤压、线、粒状、粉末层喷头3D打印、层压以及光聚合这6种类型,每一种类型都有与之相匹配的技术与基本材料。如果你想打印出来一架属于自己的无人机,你知道具体的打印过程是怎样的吗?首先你得先设计出来你所想要的无人机是个什么样子,这就需要你得会用电脑建模,建模完成后还需要将这个三维模型进行分区,形成横截面信息,分完区了你才能给你的打印机下达具体指令。在事先准备好材料的情况下,将分好区的3D建模发送给打印机,打印机就会读取文件中横截面信息将打印材料按照给出的图纸进行粘合,最后制造出一个实体。
以横截面信息为主导进行粘合的这种技术,几乎适用于(制造)任何形状的物品,但是这种技术也是有一些限制的。首先,虽然说形状对于3D打印技术来讲已不是那么困难,但如果想要打印出运动的物体对于机器是有一定要求的,如果自己想在家打印出一辆车这恐怕就有点难了;另外材料上,并不是说任何的材料都可以被应用到这项技术中;还有就是钱的问题,这个技术很高端,如果想要在自家进行3D打印,首先需要一台售价为一万五的3D打印机。
目前来讲3D打印的主要材料还是塑料,所以通过这项技术打印出来的东西一般有些脆弱,而且还不能大规模量产。但是我们可以想象一下,如果3D打印被普及了,那么我们就可以自己复制很多东西,而且数量也不会受到限制(钱的问题),在这样泛滥的情况下,知识产权会不会遭到侵害呢?3D打印虽然方便、快捷,但我们需要思考与面多的问题还有很多。