探访河北省首家3D打印推广基地

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    “注意别眨眼睛，一、二、三！”8月8日，记者走进一间特殊的“照相馆”拍照留影，数码相机采集的图像信息很快被传输至电脑当中。除了输出照片的打印机模样有些奇怪之外，整个过程看似与普通照相无异。

    “接下来，就是见证奇迹的时刻。”“摄影师”田超一边处理电脑中的数据，一边同记者开着玩笑。彩色照片在电脑软件中转化为由上万个小点组成的立体图形数据，被输入那部奇怪的打印机中，打印机屏幕显示：“气泡约18000个，耗时1分54秒。”不一会儿，一个在水晶内用气泡雕刻的记者三维头像从这部打印机中“打印”出来。

    “这部3D打印机虽然算不上高端，却可以颇有趣味地演示3D打印效果。”田超是秦皇岛天秦三维数字化技术有限公司的技术人员，“照相馆”则是快速制造国家工程研究中心建于该公司的3D打印推广基地生产车间。

    从电影《十二生肖》中成龙轻抚兽首远程打印出以假乱真的复制品，到北医三院打印“人造骨骼”进入临床观察阶段；从为“神十”宇航员量身打印专属座椅，到各地3D照相馆相继开业……3D打印一次次将人们的幻想变成现实。在我省首个3D打印推广基地内，记者近距离端详这一堪称“革命性”的制造技术，感受“有可能革新我们制造一切东西的新方式”。

    材料决定工艺

    紫外光扫描成形，可精确至±0.08mm

    和一般个人用桌面3D打印机采用的熔融层积成型技术(FDM)不同，天秦公司总经理赵子东引领记者走进他们的光固化成型(SLA)技术实验室。他指着一台双门冰箱大小的机器说：“这台SPS250J是目前国内精度最高的3D打印设备，可以精确至±0.08mm，分层厚度最薄可设定至0.04mm，比头发丝的直径还要小，已接近国际先进水平。”

    以雪花模型为例，技术人员李敬龙演示了3D打印的全过程。按照已确定的数字模型，工作平台液态树脂中一个确定的深度，蓝紫色光斑在液面上飞快地逐点扫描，当一层扫描完成后，扫描点固化，未被照射的地方仍是液态树脂，从而得到该截面轮廓的树脂薄片；然后升降台带动平台下降一层高度，重复扫描固化作用形成又一层液态树脂，依次叠加。大约20分钟过后，平台升起，一个半径大约15厘米、厚2厘米的精美六角形雪花模型浮出液面。“3D打印就是将三维数据通过分层转化为二维图形，再根据各层的二维图形对原材料进行叠加打印。”赵子东说，“它类似于地理学中利用等高线切割地形再组合的过程：等高线越密集，地形的还原精度越高。”虽然原理并不复杂，但是3D打印技术却需要数字建模、机电控制、信息技术、材料科学与化学等诸多技术的配合与衔接才能实现。“其中，3D打印材料一直是国内3D打印业发展的一块心病。”赵子东表示，从3D打印技术登陆中国开始，材料需要进口，材料价格昂贵，材料研发困难的问题一直困扰着3D打印业的发展。“某种程度上，材料决定工艺，也决定着3D打印市场的宽广度。”

    据介绍，一般桌面3D打印机采用的熔融层积成型技术，是以连接塑料管为原料，利用喷头高温融化塑料后“吐出”细丝，再由模型数据指挥逐层堆积，就像一个技术高超的蛋糕师制出成品。“但是其通常使用廉价的ABS或PLA材料，打印精度较差。”赵子东说，这类产品优势在体积较小，价格在1万元以内，今后有可能走进普通办公室和家庭。

    “我们采用光固化成型(SLA)技术，得益于自主研发的液态光敏树脂材料。”快速制造国家工程研究中心技术人员王启说，它在快速成型、上色、强度、伸缩性等各项性能方面都达到了国际先进水平，且对人体无毒无害，在3D打印设备中有着广泛应用。