在這個科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展的時代，相信很多小伙伴都聽過“3D打印”這一詞匯，這項(xiàng)“高大上”的技術(shù)看似離我們的生活很遙遠(yuǎn)，其實(shí)它正悄然改變著我們生活的方方面面。今年春節(jié)檔的電影《流浪地球2》為我們提供了一場中國式的科幻美學(xué)盛宴，在這部電影中，不少道具便出自3D打印，包括演員所穿戴的宇航服以及深受觀眾喜愛的MOSS（即550W）等特殊道具，此外，《獨(dú)行月球》《流浪地球1》等科幻電影的道具制作，也有不少道具是3d打印制作的。下面，我們就來聊一聊究竟什么是3D打印？
一、3D打印的概念
3D打?。?D Printing），也稱為增材制造（Additive Manufacturing，AM）或快速成型（Rapid Prototyping，RP）技術(shù)，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。
二、3D打印的技術(shù)原理
在很多人眼中，3D打印就是一臺臺能夠打印出立體物品的打印機(jī)。就像我們小時候看過的動畫《神筆馬良》一樣，心中想要什么，畫筆一畫就能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。只不過馬良的畫筆只是一個烏托邦的美好愿望，3D打印機(jī)的問世卻能將“神筆馬良”的愿望兌現(xiàn)。
的確，3D打印機(jī)與傳統(tǒng)打印機(jī)最大的區(qū)別在于：它使用的“墨水”是實(shí)實(shí)在在的金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的原材料。3D打印機(jī)與電腦連接后，通過電腦控制可以把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。通俗地說，3D打印機(jī)是可以“打印”出真實(shí)的3D物體的一種設(shè)備，比如打印一個機(jī)器人、打印玩具車，打印各種模型，甚至是食物等等。之所以通俗地稱其為“打印機(jī)”是參照了普通打印機(jī)的技術(shù)原理，因?yàn)榉謱蛹庸さ倪^程與噴墨打印十分相似。因此，這項(xiàng)打印技術(shù)被稱為3D立體打印技術(shù)。
3D打印技術(shù)雖然有好多種，但思路基本都是一樣的，專業(yè)術(shù)語叫做“分布式材料制造”。舉個簡單的例子：一個人做一個柜子需要很長時間，想要加快的話那就得增加人手，但若人數(shù)固定的話還有什么辦法加快制造速度呢？那就是做一堆積木，然后找一個能看懂說明書的人將積木按照一定的形狀堆積起來再一粘就完成了。
三、3D打印在生活中的應(yīng)用
在醫(yī)療領(lǐng)域，醫(yī)生可以通過3D打印制作出患者的創(chuàng)口模型，來規(guī)劃手術(shù)操作。衛(wèi)生專業(yè)人員也可以制作出特殊適配的義肢或人工肢體。但是，目前最吸引人的應(yīng)用之一是研發(fā)人工心臟。人工心臟一直是難以攻關(guān)的技術(shù)難題。因?yàn)橐谱鞒雠c人體心臟相似的器官，需要非常復(fù)雜的生物學(xué)知識和制造技能，但是3D打印技術(shù)的應(yīng)用能夠顯著減少這方面的問題，因?yàn)樗梢跃_地制作出替代品，可以根據(jù)患者需要量身定制。
在文物保護(hù)方面，工作人員使用3D掃描儀將文物及其周邊的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集，然后通過3D打印機(jī)打印出一模一樣的石膏模型。再利用這個打印出的石膏模型制作貼合嚴(yán)密、保護(hù)性強(qiáng)的硅膠保護(hù)套，將保護(hù)套貼合在文物上后，使用套箱的方式提取文物，對文物起到最佳保護(hù)作用。無論是新疆龜茲石窟的復(fù)原、兵馬俑、還是敘利亞Palmyra古城文物和佛像，都是3D打印技術(shù)與文物保護(hù)結(jié)合最典型的案例。
此外，在人形機(jī)器人的研發(fā)過程中也用到了3D打印技術(shù)。3D打印為波士頓動力的Atlas人形機(jī)器人的零件賦予了跳躍和翻騰所需的最佳強(qiáng)度/重量比。從下面的結(jié)構(gòu)圖可以看出，Atlas腿部采用了仿生設(shè)計(jì)，具有高強(qiáng)度/重量比的晶格以及類似人類骨骼的多孔結(jié)構(gòu)，既保證強(qiáng)度又減輕質(zhì)量，這種結(jié)構(gòu)也只有3D打印能夠制造。
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