打印機發展歷史-資料下載頁

　　

【正文】 和媒體眼前一亮，還獲得了“技術制造杰出成就獎”。 除了個人和家庭市場，專業和生產級別的3D打印也是3D Systems主攻方向。由于材料的局限性，盡管立體平板印刷始終是公司的核心技術，3D Systems也推出了十余款基于該技術的生產級3D打印機，但“選擇性激光燒結（SLS）”和“金屬激光燒結（DMLS）”等技術也同樣被廣泛應用到其產品中。不同技術的使用使得3D Systems的產品不僅支持多種材料，也能覆蓋汽車、航空航天、消費電子、娛樂、醫療等多個領域。 事實上，無論從產品層面還是從公司財務層面，3D Systems近十年的發展都不亞于胡爾在任期間，這要歸功于公司現任CEO亞伯拉罕雷切特勒（Abraham Reichental）。在包裝材料與設備制造商Sealed Air工作了22年后，雷切特勒于2003年9月“空降”至3D Systems。上任后，他一方面繼續基于原有的技術進行產品創新，另一方面也積極展開收購行動，在擴大公司規模的同時也吸收了大量的相關專利。除了BFB和BotMill，3D Systems還先后于2009年和2011年收購了廉價3D打印機制造商桌面工廠（Desktop Factory）和3D設計公司Freedom Of Creation（FOC）。今年年初， Corporation和掃描設備生產商Vidar。目前，3D Systems已擁有超過360項美國專利，在Stratasys獲得了Objet的110項專利后仍保持著對對手的領先。新的斗爭：爭奪3D打印設計商Shapeways網站Shapeways網站上個人用戶的3D打印作品可以出售 盡管技術的創新是3D打印走向普及的主要因素，但活躍在這一市場的并非只有技術驅動的設備生產商。被3D Systems收購的FOC就是一個很好的例子，這家成立于2000的公司一直專注于與3D打印技術相關的設計工作，能結合不同的技術與材料設計出精美的物品，范圍覆蓋從大型藝術品到燈罩、iPhone保護套等家居、個人用品等各個領域。高藝術價值和極強的時尚感的作品不僅受到了一些知名博物館的賞識、成為永久性的展品，也使FOC成功地走上了商業化的道路，能以較高的附加值出售打印出的物品。“FOC的聲譽、商業化的設計組合以及天才的團隊將為我們在使3D打印普及和加快消費級廉價3D打印解決方案的部署方面的探索提供極大的幫助，”在解釋這次收購時，雷切特勒給予了這家荷蘭公司極高的評價。 隨著3D打印技術逐漸成熟以及CAD建模的門檻日益降低，全球數以萬計從事設計工作的企業、團隊和個人進入了3D打印設計領域，在渴望自己的作品得到認可的同時，也希望能通過出售設計獲取收入。然而，缺乏資金和知名度的中小團隊和個人難以像FOC那樣廣泛接觸到有需求的用戶；Shapeways的出現則很好地解決了這一問題。 Shapeways是一家成立于2007年成立的創業公司。與前文所提到的企業不同，它既不生產3D打印設備，也不提供3D打印相關的設計，而是為需要定制個性化物品的用戶和3D打印設計公司提供一個交易平臺，并通過自己位于荷蘭的工廠按照用戶選定的設計方案打印成實物出售給用戶。在《經濟學人》的一篇文章中，這種模式被稱為社群式制造（Social Manufacturing）。 打開Shapeways的網站，可以看到滿屏幕的3D打印物品圖片：戒指、茶杯、炊具、手機保護套，陶瓷的、金屬的、塑料的、玻璃的應有盡有，價格從幾美元到數千美元不等。當然，用戶也可以選擇自己設計物品：只需上傳CAD模型并支付打印和運輸費用，Shapeways就會將你想要的物品打印出來并送到你手中。 根據官方公布的數據，截至今年6月，Shapeways網站上共有超過6000家提供設計服務的商家（包含個人），顧客超過15萬，打印的物品則超過了一百萬件。從2010年到今年6月，Shapeways先后完成了三次融資，總金額超過1700萬美元。在獲得資金支持后，公司于去年宣布將在紐約建造“未來工廠”——一個美國本土的3D打印工廠。 “ 把概念變為實物的時間從幾年縮短到了幾天，例如我們在iPhone 4上市后的第四天就為一名顧客打印出了專用保護套——他曾求助于蘋果卻沒有得到任何幫助，”在接受《福布斯》的采訪時，Shapeways的CEO馬丁韋瑪斯豪森（Martin Weijmarshausen）談到了他眼中3D打印給制造業帶來的變化：“把概念推向市場的風險也幾乎不存在了，因為你的投資僅僅是產品的設計本身。”對于3D打印的未來，韋瑪斯豪森樂觀地表示：“我們將看到一些過去我們未曾想像過的產品出現，我迫切地想知道接下來的五年會發生什么。” 從醫用模型到入耳式聽診器，從隱蔽式的牙齒矯正器到應用在風洞測試中的汽車模型，從科幻電影到教育教學……3D打印正在用前所未有的速度滲透進我們的生活。感謝陳曲的投遞當電腦報購買回第一臺3D打印機，編輯們顯得很興奮，十分的期待它的第一幅作品。在評測室工程師們的搗鼓下，3D打印機終于開始工作了。可速度似乎慢了點，經過2個多小時候，一個立體的冰激凌模型終于出來了，當編輯們看到3D打印機的第一幅作品，似乎失望大于期望，沒有我們想象的那么完美，其實這和3D打印的耗材有關。下面我們就從3D打印的耗材說起吧。能打印出什么，關鍵看耗材在上期我們介紹了3D打印機的原理，根據3D打印的原理來說，只要給3D打印機的使用與模型相同的材質，就能打印出于模型幾乎一模一樣的東西。比如面包，你使用面粉做材料，打印的面包是可以吃的，你使用塑料、石膏等材料打印的只能是面包的模型。然而關于3D打印的耗材并不廣泛，從3D打印的原理來說，3D耗材的擴展，決定了3D打印機的能力邊界。目前主要為塑料絲、金屬絲、石膏粉等，這些材料無論是在精度和應用范圍來說，讓目前的3D打印機還停留在模型的制造上，它的更大價值還沒有完全發揮出來。以 電腦報剛購買用來測試的3D打印機，它所使用的耗材是ABS塑料絲(五大合成樹脂之一，是目前產量最大、應用最廣泛的聚合物)。它具有無毒、無味，價格便 宜等特點，每千克僅300元。這臺打印機采用的是“熔積成型”的技術，整個流程是將一根粗的塑料繩，在噴頭內熔化液體，一層層沉積塑料纖維成型。由于這種 塑料絲要經過熔化后再冷卻，模型是通過一層一層的堆砌而成，加上熱脹冷縮的原理，所以在精度控制上并不是很高。打印的3D模型也比較的粗糙。電腦報評測室3D打印機使用的耗材為塑料絲電腦報評測室的3D打印機正在打印中，和已經打印出的3D作品，冰激凌和小豬相對而言，使用粉末微粒作為打印介質（最常用的是石膏粉）的3D打印機，打印的模型更精細一點。它的工作原理是將粉末微粒被噴撒在鑄模托盤上形成一層極薄的粉末層，然后由噴頭噴出的液態粘合劑進行固化。目 前精度比較高的是采用“激光燒結”熔鑄技術的3D打印機。例如在北京永豐科技園的北京計算中心，就有一臺售價160萬元人民幣的Objet3D打印機，使 用光敏樹脂耗材，這是一種遇紫外線照射會立刻變硬的特殊材料，另外一種支撐材料也必不可少。在電腦的三維數據圖像的控制下，打印機的六個噴頭以16微米的 厚度，一層層噴出液態材料，物體的部分使用光敏樹脂，其余部分則噴出填充材料，每噴一層，就進行一次紫外線照射，液態材料隨即變硬。使用材料不僅昂貴，其 打印方式也十分復雜。Objet3D打印機工作的步驟圖Objet3D打印機打印出高精度模型目 前3D打印機的耗材還并不是很豐富，但已經打印出很多讓你十分驚訝的東西出來了，從吃的到用的，再到醫學上的心臟、血管等器官……哇這真的太神奇了，看來 離科幻電影中的人物克隆機并不遠了。是的很多這些看似神奇的東西，其實我們完全可以觸手可及。下面我們就來列舉幾個離我們比較近的案例吧。打印的食物，美觀又可口自 從3D打印機出現后，很多人首先就想到了吃的上面。目前已經有人自制出了這種3D打印機，可以直接打印可以吃的美食，打印的原料就是砂糖。下面這件打印機 的名稱叫做CandyFab 4000砂糖3D打印機，由Evil Mad Scientist Laboratories（邪惡科學家實驗室）制作完成，CandyFab打印機現在能打印5 ppi至20 ppi精度的圖像，但是僅能用于食物內容，因為它的工作原理是噴射加熱過的砂糖。目前CandyFab是一項開源項目，正在尋求志愿者以幫助該技術不斷進 步。CandyFab 4000砂糖3D打印機所使用打印的原料就是砂糖完成后的效果，如同藝術品一般沙子和陽光神奇的轉換術對 于3D打印機來說，耗材是關鍵。不同的耗材價格相差可是非常的巨大，從幾百元大幾萬公斤的都有。什么耗材最便宜？最便宜的莫過于沙子和陽光了。沙子和陽光 了真能做3D打印的耗材嗎？能！一個叫Markus Kayer的人發明了一種3D打印機，可以利用沙子和太陽光打印出不可思議的作品。他 把沙漠中最豐富的兩種資源沙子和陽光整合到了一起，利用一種裝置：太陽能燒結「Solar Sinter」，這種裝置可以熔化沙子，然后用玻璃做出3D物體。通過用陽光代替激光，用沙子代替樹脂，設計出一種全新的太陽能機器和一種生產工藝，用于 制造玻璃物體。兩臺機器所用的太陽能被用在電子元件、伺服系統和太陽跟蹤系統上，用來切割和熔化沙子的能源只是經過聚焦的普通陽光。Markus Kayer正在利用它發明3D打印機對陽光和沙子進工藝處理Markus Kayer利用陽光和沙子打印出來的3D作品無限可能的3D生物打印機3D打印機能有多大的作為？只要它使用的耗材夠廣泛，那么它就有無限可能。目前要說最神奇的是使用“生物墨水”耗材的3D打印機，它能打印人體細胞和器官。在密蘇里大學里有一臺能打印器官的3D打印機，它使用的是一些特殊的材料，包括用人體細胞制作的生物墨水，以及同樣特別的生物紙。在打印的時候，生物墨水將在計算機的控制下通過某種方式被噴到生物紙上，最終形成器官。對于這些打印的器官它們可以有不同的形狀。例如，人造腎臟不需要和真腎長得一模一樣，也不需要具有真腎的所有特征，它只需要能夠清除血管中的垃圾就可以了。只要這些器官能夠工作，并且能夠改善病人的身體狀況就行。澳大利亞Invetech公司和美國Organovo公司攜手研制出了全球首臺商業化3D生物打印機目前這臺3D打印機還只能形成靜脈，距離制造心臟等大型臟器還有很長的路要走TIPS:3D生物打印機，血管是怎么制作出來的？ 技術人員將一排排水凝膠平行放入培養皿盆的水槽里，在水槽中打印顆粒狀細胞圓柱體。至少一個水凝膠圓柱體被打印在細胞的中間位置，用于制作靜脈內的小孔，而血液最終將通過這個小孔流進流出打印出來的靜脈即將開始在動物身上進行試驗，并最終實施人體臨床試驗在 生物打印機取得突破，那么緊密相關的骨骼打印機能否實現呢？在加拿大有一所大學目前正在研發這種“骨骼打印機”。這種打印機可以使用人造骨粉的耗材，把這 些骨粉轉變成精密的骨骼組織。這種“骨骼打印機”產生的人造骨骼，除了精確仿真破損的骨骼區塊，植入人體以后還能幫助受損的骨骼修補愈合，幫助受損的骨骼 部位產生新的組織，甚至能促使血管再生，作用類似橋梁，這是理想的狀態，不過這種新科技要進入醫院成為通用可行的療法，還需要時間的檢驗。人造骨骼組織相當精細，可用于整形、重建和脊椎手術開發3D打印，拼的是打印耗材目前許多的3D打印機技術是開源的，原理并不復雜。生產和制作出3D打印的公司很多，也就是說，造一臺3D打印機并不難，甚至個人也可以購買零件來自己組裝一臺3D打印機。但耗材就不同了，要發明和開發一種新的耗材并不是一件容易的事。只 有想不到，沒有打不了。隨著打印機的技術已日趨成熟，關鍵在于新材料的開發，可供打印使用的耗材的不斷拓展，3D打印也逐漸具備了制作成品的可能。這是 3D打印技術一個質的飛躍，這種變化在最近兩年才逐步發生。在去年，鈦合金和不銹鋼材料的使用，使波音公司開始用這種技術直接打印飛機機翼，當然這種打印 機的體型和價格都在另一個層級上。掌握核心3D打印機技術的Objet公司，目前已經研究出可以使用14種基本材料并在此基礎上混搭出107種材料，兩種材料的混搭使用、上色也已經是現實。這些材料的價格便宜的幾百塊（人民幣）一公斤，最貴的要4萬元左右。Objet3D打印機可以使用兩種材料混搭使用，并上色。