能“四两拨千斤”的橡皮筋,是什么筋?
探索3D打印的奥秘:科技如何改变我们的生活?
近日,科普中国前沿科技项目推出“带你读懂科学顶刊”系列文章,聚焦3D打印技术的最新进展。这项技术以其无限的创造力和灵活性,正在改变着各行各业,从复杂精密的机械零件到栩栩如生的模型,从梦幻般的建筑原型到个性化的日用品,3D打印技术正将人们的想象变为现实。
3D打印技术,又称增材制造技术,通过逐层堆叠材料来构建三维实体。其原理类似于用砖头盖房子,可以简单概括为“分层制造,逐层叠加”。整个流程并不复杂,首先通过计算机辅助设计软件创建或获取数字模型,然后将模型切割成一系列非常薄的横截面层,每层厚度通常在数十到数百微米之间。接着,3D打印机根据这些切片信息,通过特定的技术和材料,一层一层地构建出最终的物体。
3D打印技术的工艺包括熔融沉积成型(FDM)、光固化3D打印(SLA、DLP、LCD)、选择性激光烧结(SLS)、选择性激光熔化(SLM)、立体喷墨打印(3DP)、叠层实体制造(LOM)。其中,熔融沉积成型技术是将丝状的热塑性材料通过喷头加热熔化,逐层沉积在平台上,最终凝固成三维的物体。该技术常用的原材料有热塑性材料,如ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、PLA(聚乳酸)等。该技术对设备要求较低,操作简便,适合个人和小型工作室使用。
光固化3D打印的原理是利用特定波段和形状的光照射光敏树脂,通过光敏树脂的固化反应来实现三维成型。这种技术常用于高精度、高表面质量的制品生产,如珠宝、牙科模型、工艺品等。
3D打印技术的应用范围广泛,几乎涵盖了所有行业。在医疗领域,3D打印技术可以用来制作个性化的医疗器械和植入物;在航空航天领域,3D打印技术可以用来制造复杂的飞机和卫星部件;在建筑领域,3D打印技术可以用来建造快速原型和实际建筑结构;在消费品领域,3D打印技术可以用来生产个性化的日用品和时尚单品。
随着科技的不断进步,3D打印技术的发展前景广阔。未来,3D打印技术将在更多领域发挥重要作用,推动科技进步和社会发展。通过科普中国前沿科技项目的推广,公众将更好地了解和掌握这一前沿科技,享受科技带来的乐趣和便利。
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