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科学 教育以及可持续发展使用的低成本 3D 打印 一 介一 介绍绍 低成本三维桌面打印技术虽然仍处于发展初期 但是可以看到它正在快速成熟 而且似乎有无限的发展潜力 从文物修复研究 复杂的几何物体到医学上的康 复治疗领域 它制造 3D 实物的能力上能给科学 教育以及可持续发展带来希 望 虽然 3D 打印技术开始于上个世纪 80 年代末 一些前期试验在 70 年代就已经 开始了 但是昂贵的机器非常限制专业的应用 最近迅速发展的新 3D 技术是 基于已经到期的 3D 打印专利 熔积成型 FDM Fused Deposition Modeling 它的目标实体是通过挤出的熔化的塑料 看下图 一层一层建立起来的 新的 3D 打印技术受益于开源运动 即软件和所谓的 Arduino 硬件 你可以在网上 免费的共享这些数字文件 有了这些开源软件 你可以找到想要打印的物品的设计文件和程序使用说明来 打印他们 这种3D打印使用的成卷的细丝来作为原料 它们是一种可生物降解 的塑料 聚乳酸 是一种从玉米淀粉提炼出来的环保材料 还有一种是ABS 树脂 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 它是从石油中提炼出来的 后者由于 它的强度和韧性 被广泛应用于制造汽车保险杠 还有非常有名的乐高玩具 这些细线在170到250摄氏度会熔化然后分层打印3D物体 最终的结果就可以象 克莱因瓶这样的数学模型 或者整体连接在一起的可以活动的锁链 其中一些 3D打印机还可以打印出自己的一些配件 这种简单的代替技术唯一的限制是可制造的物品的大小 20厘米x20厘米x20厘 米 这也是其低成本所造成的 然而 对一个大型3D物品而言 理论上可以 通过小的塑料配件组装而成 另外有一个好处是制造的整个过程极大的减少了 浪费 而不象传统工艺从一个简单材料上切出去大量的地方从而得到产品 可随身携带的3D打印机可以个性化的打印产品 生产备用零件 替换配件以及 带有个人色彩的物品 这些东西可以按照需求快速的组装和使用 小型的复杂 的3D物品可以在一个小时之内完成 出来的成品看起来也非常的不错 结识 很难折断 非常的轻 重量只有几克 并且非常的便宜 因为PLA的成本在 今天大约是30美元 千克 一千克的材料足以做出来十多个小东西 确实 它的许多应用和可购性让大家很容易接受和使用3D打印 以开源硬件为 基础开发的新一代的3D打印机的成本大约在300到1500美元之间 你可以通过 网络找到和购买它们 再想象一下 我们可以在家里使用它们打印东西 在大 学的小型实验室里或者高中自己制造一些教学用的材料 这些都不需要花很多 的钱 3D打印帮我们创造了一个我们从来想象不到的机会来获得一些有创意的 产品和模型 我希望这种尖端技术可以向科学 教育打开大门 它们会对一些发展中国家起 到很
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