讓我告訴你好玩的(de)3D打印機,小朋友都能看明(míng)白!

點擊量:621 發布時(shí)間:2017-03-29 作者:草莓视频ios(上海)增材製造技術有限公司
   大俠是學理工科的,對(duì)這些新鮮玩意向來興趣濃厚。最近看了央視多次介紹3D打印機,後又百度,知些皮毛。這哪甘心啊,索性去圖書館借了本300頁厚的關於3D打印(yìn)機的翻譯本閱讀起來。這可不是看(kàn)小說啊,整整兩周才讀完。
       也許你早知(zhī)道3D打(dǎ)印機了吧,那麽,什麽是3D呢?3D就是“Three Dimensions”  三個尺寸嘛,長、寬(kuān)、高三個(gè)維度,或者通俗講就是立體。平麵一張紙(zhǐ),就(jiù)是長和寬。我們用打印機在白紙上打印一個像(xiàng)薄薄雞蛋餅(bǐng)樣的圓形圖畫,這打印機就是平麵打印機。如果你的墨盒夠多而且油墨夠粘,你就朝圓(yuán)圈裏使勁打吧,油墨越堆越高,往高度發展(zhǎn),你打印出來的就是厚厚(hòu)的新(xīn)疆大餅啦!這就是3D打(dǎ)印機。
        明白不?繼續聽大俠講(jiǎng)課~~
      《3D打印---從想象到現實》,看(kàn)得費勁,但經過(guò)我的消化,相信(xìn)大家都能看明(míng)白,小朋友會特別喜歡。下麵,大俠(xiá)向你介紹下哈(hā)~
        它能打印飛機零(líng)件,波音787飛機(jī)已經用(yòng)上了。能打(dǎ)印(yìn)汽車儀表盤、打印齒輪、打印手槍,這些你也許知道了(le),如果你以後(hòu)成(chéng)了機器人設(shè)計工程師可不要去打印手槍幹壞事哦!不過呢,最有吸引力的(de),是3D打印機能打(dǎ)印食品,這可是關係到千家萬戶的大好事了!小朋友們喜歡吃動物巧克力,老師不是教你畫動物的嗎,你畫(huà)什麽,就讓爸爸(bà)用巧(qiǎo)克力醬把它打出(chū)來。你也可以自己做漢堡包啊,第一層是麥餅,第二層是黃油片,第(dì)三層是你愛吃的雞肉,第四層(céng)打印一個雞蛋白,第五層是一片蔬菜葉,第六層是巧克力醬,第七層是蝦仁瓶,第八層……你愛打印幾層就幾層啦,隻要你的嘴巴像河馬一樣足夠(gòu)大!    
       這可不是(shì)聳人聽聞的故(gù)事,目前科學家們正(zhèng)在研(yán)發用生物技術製造打印機可食用原料,可以用這(zhè)些生物“墨盒”打印(yìn)各種健(jiàn)康食品,比如可供糖尿(niào)病人食用的(de)食品,所有的(de)營養(yǎng)成分都在(zài)電(diàn)腦裏配置好,按幾下鼠標鍵,食物就出(chū)來啦!以前你玩QQ農場,自己種菜,將來你可以把這些虛擬的“有機”蔬(shū)菜通過打印(yìn)機打印出來。
      你還不信?現在西方科學家正(zhèng)在研(yán)究用3D打印機打印人體(tǐ)器(qì)官(guān),比(bǐ)如膝蓋骨啦,心髒瓣膜啦,在膝蓋骨上再打印一層人體幹細胞,就(jiù)會使這些器官有再生機能。人家在80年代就擁有3D打印機了,我們到(dào)21世紀才開(kāi)始咋呼咋呼(hū)做聲,當新鮮事物(wù)來宣(xuān)傳。人家把大把錢投到高科技研發去了,我們政府把大把錢去造樓堂館所,可不,主(zhǔ)席不是發話了嗎,停建館所!先強軍吧,多造幾首航空母艦,收拾(shí)小日本去!
       說著說著就開始發牢騷了,唉,當個老師不夠格,沒修養。繼續講打(dǎ)印(yìn)機吧~
       以後你想要(yào)的實體東西都可以發“電子郵件”過來。 你要一把槍(當然是玩具槍啦!),就會有人(rén)發(fā)一個槍(qiāng)的(de)程(chéng)序過來。把它輸入筆(bǐ)記本電(diàn)腦,連上通往打印機的線(xiàn),一把工程塑(sù)料的槍(qiāng)很快就打印(yìn)出來了,可以開槍啊,很輕的塑料子彈,小心不要對著(zhe)人眼哦,朝爸爸的屁股打沒問題!你想要的東西都可以到網上下載,家裏備(bèi)好一些打印材料就行。別忘了付點錢,有版權。
       小的打印機也(yě)就微(wēi)波爐大小,市場上可以買到。大的如(rú)空中行走的行車,可以打印建築,嘿嘿,無所(suǒ)不能啊!
       囉囉嗦嗦,說了半天,還沒說打印機(jī)的工作原(yuán)理,這才是我大俠迫切借書看的原因呢(ne)。
      打印大餅和一個圓柱體好理解啊,往(wǎng)上堆料就行了。打印中空的東西(xī),或者中空還雕花的怎麽打印呢?打印一個(gè)懸臂的手呢?這手怎麽不會掉下(xià)來(lái)啊?好多好多學問。
      首先,我們要了解3D打印機的動作,然後再了解打印機的材料(“墨盒”),最後,了解被打印物體成形的原理。
      平麵打印機,你應該早就見過了,家裏沒有學校或單位也有(yǒu)吧。老式(shì)的噴墨打印機,打印頭左右來回擺動,吱(zī)吱(zī),吱吱……發出持續不斷的聲(shēng)響,紙慢慢(màn)從(cóng)打印機的一個方向(前方或後方)吐出來,你的畫畫習作就呈現在你眼(yǎn)前。
      3D打印機,打印頭除(chú)了左右前後移動,還往高度方向移動。當(dāng)然啦,如果打印頭朝高度方向不動,就是台麵(miàn)會上下移動,總之台麵和(hé)打(dǎ)印頭會產生相對移動,要有(yǒu)相對空間才行,否則怎麽打印實物呢。有些3D打印機更好玩,打印頭(tóu)是固定不動的,台麵會左右高(gāo)低方向移動,這就是3D,3個維度。
       好了,現在講這個“墨盒”。墨盒,大家會想,“不就是盒子裏放墨水嗎(ma),還用說。”這(zhè)話對,也不對(duì)。對3D打印機來說,如果是(shì)堆疊式打印蛋糕之類食物(wù),打印頭上方有個盒,裏(lǐ)麵填充各種可(kě)食用的粉(fěn),如(rú)黃豆粉、奶(nǎi)粉、麵(miàn)粉什麽的(de)都可以,也可以(yǐ)是各(gè)種食品膠狀物。但如果要打印鐵家夥,墨盒裏就不能放鐵粉啦(lā)。如是打印塑料製品,通常的(de)“墨盒”是(shì)塑料線(xiàn),或是膠狀塑(sù)料。如果徹(chè)底拋去墨盒的概念,革命性思維(wéi)一下?告訴你吧(ba),目前好多3D打印機的(de)材料是存放在打印頭下方容器裏的塑料水(shuǐ)或鐵(tiě)砂或水泥或木屑(xiè),就看你打(dǎ)印什麽東西了。奇怪吧!下麵到(dào)了(le)求知的關鍵時刻(kè),講3D物品打印成形的原理。
       你知道醫院裏給病人看病的檢測(cè)儀CT嗎?比如,有人被打了,頭部受傷。醫生通常會讓病人做CT,看看腦裏麵有沒有淤血,因為(wéi)大腦(nǎo)裏的淤血會壓破神經導致腦(nǎo)癱瘓。CT是電子計算機X線斷層掃描,把大腦截麵一層層地掃描(miáo)到電腦屏(píng)幕,形成一(yī)張張頭腦截麵圖片,供醫生看。如果你(nǐ)不懂,從沒看過CT圖像,也沒關係。再舉(jǔ)個例子,如果(guǒ)我們把站著的人體從腳底到頭部分(fèn)割(gē)成100片,那(nà)麽,腳底的切片形狀就是你的一雙腳印,小(xiǎo)腿切片形狀就是兩個小圓圈,臀部的切片形狀就像個蘋果;再往上一點,胸部的切片就是兩個小山峰(fēng),頸部的切片(piàn)就是一個圓,頭部的切片就是個大橢圓。3D打印機就是先從你的腳開始打印噴料,從腳板底部往上一片片(piàn)的打印(yìn),打印100片,直到頭部一個圓,頭頂一個點(diǎn),完(wán)成塑料人體打印。這下懂了吧?再舉個更(gèng)通俗的例子:你在家切過土豆片嗎?一(yī)片片的,如果你是星級酒店高級廚師,可以把每片土豆(dòu)片都切(qiē)成1毫米厚(hòu),每一片的形狀(zhuàng)都不一樣是(shì)吧(ba)?然後你重新把切下來的土豆片一片片疊起來,可以還原成土豆形狀。3D打印機的原理就這樣,就是(shì)一層層打印,比如說打印(yìn)這個土豆吧,先打印(yìn)土豆的第一片(層),打印頭(tóu)裏打印(擠出)出來的是土豆泥,打印完,放置土豆的台(tái)麵下沉1毫米(或另一種打印頭上(shàng)升機構,打印(yìn)頭上升1毫米),稍等凝固後,打(dǎ)印(yìn)頭在這基礎上打印第(dì)二片(層),打印完台(tái)麵再下沉1毫米,第二片凝固後接著打第三片(層(céng)),以此(cǐ)類推,直到把土豆全部打印完,然後拿出(chū)烤幹,一個香噴噴的土豆就出(chū)爐了,比原來的還好吃(chī)呢。為什麽要讓台麵不(bú)斷往(wǎng)下沉呢?因為如果不下沉的話,隨著土豆的堆(duī)高,打印頭就碰上土豆啦。這樣的打印方法叫材料堆疊式打印。熱熔性的塑料線可作為(wéi)打印塑料玩具的原料(liào),塑料(liào)線經過高溫的打印頭就融化成能流動的塑料液,一(yī)層打印完後很快就幹了,接著打印第二層、第三層……。堆疊式3D打印有個缺點,就(jiù)是不能(néng)打印中間鏤空的物件,你下麵(miàn)沒有(yǒu)支撐,上麵就塌下來了。因此,如要打印懸臂和有頂中空的東(dōng)西,要同(tóng)時打印(yìn)出支撐物,打印完以後再(zài)把支撐材料(liào)剪掉,浪費了材料(liào)。
       那麽,中間鏤空的(de)物件如(rú)何(hé)打印呢?比如打印一個中間有橫杆,橫幹上有(yǒu)供鳥喝水的小壺這樣(yàng)一個鳥籠。鐵器怎(zěn)麽打(dǎ)印呢?看完《3D打印---從想象到現實》後(hòu)恍然大悟,真覺得人類智慧無限啊!
       下麵,介紹另一種3D打印方式,稱作粘結、燒結式打印。
       舉例來(lái)說吧。如(rú)果(guǒ)打印材料是粉狀的,如打印美術課用的石膏像。把石膏粉放在一個打印頭下方(fāng)的粉床容器中,“墨盒”裏放的全是粘結(jié)劑,打印頭按(àn)設計圖形打印完一層粘結劑後,容器裏麵的台麵下降1毫米,已與粘結劑粘結在一起的石(shí)膏塊同時下降1毫米,打印機再往上鋪(pù)一層石膏粉,然後打(dǎ)印頭再噴上(shàng)一層粘結劑,台麵再下降一層,如此往複,石膏像就一點點打印出(chū)來了。
       燒結式3D打印機可(kě)以打印金屬、塑料或(huò)玻(bō)璃玉器等高端的(de)東西。槍體、上麵說的(de)鳥籠,鏤空的藝術品等都可以打印。
       同上原理,如要打印中空的(de)金(jīn)屬槍體。把鐵粉放(fàng)在(zài)一個打印(yìn)頭下方的容器(或稱粉床)裏,打印(yìn)頭是一把激光槍,“墨盒”是發出激光用到的二氧化碳氣體(CO2)。打印頭根據計算機(jī)指令按設計路徑用激光燒台麵上的鐵(tiě)粉,燒過後的鐵粉立刻融(róng)化和結(jié)成了片狀固體,然(rán)後,容器裏麵的升降台麵下降1毫米,燒(shāo)粘一起(qǐ)的片狀鐵餅同時下(xià)降1毫(háo)米;打印(yìn)機自動再鋪上1毫米鐵粉,填補這1毫米的空間(jiān),激光頭再燒結第二層鐵(tiě)粉……一層(céng)層燒結,全部燒結(jié)完(wán)後,槍體就可從粉床裏拿出來,去(qù)掉槍體裏外(wài)的鐵粉,拋光下表麵就OK啦。
       如果打(dǎ)印材(cái)料是石英砂,同樣原理,可以用激光燒結打印機燒融石英砂粘結,打印出(chū)千姿百態的玻璃製品出來!如果要打印中空的(de)塑料物件,可以用一種稱作液體塑料的東西,同樣的放在一個3D打印機容器裏,激光給液體塑料表麵加(jiā)溫後,這一層(céng)液體塑料迅速凝固,然後新的液體(tǐ)塑料(liào)補充,再激光加溫凝固,一層層的做,可製造出更多奇(qí)特的,用常規模具製造不(bú)出(chū)來的東西。你能想象嗎(ma)?
      還有一種打印機更好(hǎo)玩。把磨得很細的木屑放在(zài)粉床上,打印頭按程序軌跡打印出來的是膠水,然後再自(zì)動蓋上一層木屑,再打印一(yī)層(céng)膠水,如此一層木屑一層膠水,就可以打印(yìn)出一個木拖(tuō)鞋!
       所有(yǒu)這一切,都是要通過電腦程序實現的。將來,你想要(yào)什麽東西,可以去淘寶網找,有大(dà)把的工程師來設(shè)計3D設計電子圖紙,會根據你(nǐ)的要求來編製3D打(dǎ)印程序。隻要想(xiǎng)得(dé)到,不(bú)怕做不到啊!   
       家裏有一台3D打印機,再買一個微波爐大小(xiǎo)的三維掃描儀。就可以“複(fù)印(yìn)”立體的東西了。有小朋友來你家玩(wán)看到喜歡的東西就想要(當然這是不禮貌的(de)),主人將不再尷尬,像(xiàng)複印紙(zhǐ)一樣(yàng)容易,複製一個給他就行了呀(ya)!
      大俠用3500個字的口語化句子,把書中21萬嚴肅的文字變得生動而(ér)有趣。不然你(nǐ)看到的大多是(shì)機器零部件,專業詞匯,不熟悉機器設備的(de)人誰看得懂啊,更別說小朋友了。大俠記英語單詞差得要命,記這些東(dōng)西,可是過(guò)目不忘,因此說,做什麽事,興趣很重要。今這篇日記大俠費了幾個晚上心血才得以完成,功勞沒有苦勞有嘛,希望大家喜歡!有孩子的家長們可以(yǐ)轉給他們看看(kàn),科普(pǔ)教育(yù)哦!
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