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航天英雄楊利偉專用的航天座墊、傳真機的外殼、車用汽油機的鑄造蠟模、造型復雜的精密鑄件，一個個通過3D打印技術開發的精品陳列在天津市快速成形技術工程中心大廳里。
走進這家中心大廳的里間，有兩臺兩米多高的3D打印機正在工作。中心主任、天津大學研究員崔國起掀起一臺機器的側面擋板，3D打印機內部工作狀態：一層白色的粉末均勻的撒開，一束紅色的光線迅速掃過，一幅精美的畫面隱約展現在眼前，又是一層白色的粉末均勻的撒過，紅色的光線再次掃描，精美的畫面再次出現。崔國起告訴說，白色粉末是一種樹脂材料，在計算機控制下激光掃描過的地方樹脂就會固化，一次次掃描、一次次固化，層與層之間在激光的作用下實現了無縫連接。如此往復疊加，最終就會形成人們設計的立體構件，這就是3D打印。構件的形狀是我們根據用戶需求提前設計好的，每一次掃描的畫面都是根據提前設計的數據展開的。
若是金屬材料是否也可以直接打印出來？崔國起說，也可以，但激光器要有足夠的能量，且成本很高。不過我們若做金屬零件一般采用激光制模和精密鑄造聯動，先用3D打印工藝做一個鑄造模具，然后通過石蠟鑄造工藝，生產出所需的金屬物件。用這種工藝制造的金屬零件的強度要比普通鑄件強度高，制造成本也比直接打印金屬零件要便宜得多。
什么是3D打印？現場的科技人員給進行了一回“科普”：3D打印技術是近30年來興起的一項集光機電、計算機、數控及新材料于一體的先進制造技術。其與傳統的制造方法不同，是通過將粉末、液體、片狀等離散材料逐層堆積，“自然生長”成三維實體，就好像一層層打印上去一樣，為此人們稱其為“3D打印”，又稱“快速成形”，學名稱為“增材制造”。
如果使用這臺打印機，按1∶1的比例，打印一個1.7米高的成人，需要多長時間？費用如何？現場的科技人員回答：大約需要3天時間，1萬元左右。如果按1∶1的比例打印真人，能分辨出人的毛孔，如果這個人臉上有青春痘，也能夠清楚地打印出來。
崔國起說，他們這個中心隸屬天津大學，早在1998年就被科技部確定為全國最早的5個推廣3D打印技術的“生產力促進中心”之一。
大家熟知的神九飛船中每個宇航員的坐墊，就是他們利用這項技術制造模型，并最終制造出成品的。15年來他們已為全國25個省市的單位提供過2000多次的3D打印服務。這里的3D打印機，平均每臺全年工作時間3000小時。
3D打印技術離我們有多遠？崔國起說，3D打印技術在我國的應用領域十分廣泛，其應用目前主要在三個方面，一是高端應用，如航空航天產品精度要求比較高，結構比較復雜，且產量極小的產品。二是中端工業應用，如企業新產品開發，在其開發設計階段，常常需要樣品，這時采用3D打印技術比較快捷、經濟。譬如，他們制造一套三缸汽油機的鑄造蠟模僅需兩天時間，制造一套三缸發動機進氣歧管的鑄造木模僅需三天，制造一件傳真機的塑料外殼僅需一天。三是民用，如在醫療領域，打印人造關節，3D技術可以根據具體人的關節尺寸，量身打印。這不僅在尺寸精度上做得更好，而且比傳統的方法更快捷、經濟。此外，有報道稱現在還出現了為大眾服務的3D打印照相館。
天津市的3D打印關鍵技術開發與應用起步于九十年代末，經過十余年的持續發展，在材料成型與工藝優化、激光熔覆、光固化快速成型成套設備與工藝等方面具備了一定的基礎，在三維信息獲取、高功率固態激光器、超精密機構、智能控制技術等交叉學科領域具有較強的研發實力。目前，全市有約500家單位應用了3D打印技術，形成了天津市快速成形技術工程中心、天津職業技術師范大學機械學院等數個為全市提供3D打印技術服務的機構。
來源：科技日報
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