互动科普

我们来介绍一种面向个人用户的3D打印机，看看它是如何制作立体模型的。

制作立体模型，首先需要记录该模型的形状、尺寸等的3D数据。通常，这些3D数据有各种格式，在打印前，要用专门软件将这些数据转换成3D打印机能够识别的格式。

打开电源后，塑盒里盛放的短纤维状的塑料会在打印机头内部融化，然后变成直径约0.2毫米左右的细丝从打印头流出，看起来就像做蛋糕时挤出奶油一般。根据导入的3D数据，持续流出塑料细丝的打印头不断往复运动，底盘上渐渐出现了模型最底层的图形，然后细丝继续在最底层上不断重叠，形成更高一层图形，就这样一层层从下往上堆积，最终制作出立体模型来。制作一个高约10厘米、内部有空间的塔的模型，大概需要90分钟时间。

使用面向个人的3D打印机，可以简单地制作出自己设计的装饰品、手机套、标示牌等等。

面向个人的3D打印机

触摸屏可以用来操作打印机。它的体积小，价格也比以往的3D打印机低廉，适合个人购买。

立体模型的材料，可以用ABS（Acrylonitrile Butadiene Styrene，是一种合成树脂)，也可以用PLA（polylactic acid/polylactide，聚乳酸，是一种塑料）。两者在常温下都是固体，被加工成短纤维状。每种材料都备有16种色彩。

塑盒盛放制作立体模型的短纤维状的塑料。塑盒里可以盛放300～350克材料（约能制作15个手机套的量）。一个塑盒价格约376元（6000日元）。打印机能够识别塑盒里的材料，将打印头设置成融化相应材料所需的最适温度。

打印头，加热短纤维状的塑料使之软化。ABS需要加热到280℃，PLA需要加热到190℃。融化了的塑料，成为约0.2毫米左右的细丝从打印机头流出。

在制作模型前，要在玻璃板上涂满特殊的胶水，做好模型之后将玻璃板卸下，用温水冲洗一下就能取下模型。在模型制作过程中，模型以玻璃板为底盘，一层一层从下往上搭建。

触摸液晶屏，可以指示打印机传输数据或者清洁打印头。

将打印机能够支持的格式的3D数据文件保存到U盘后，插在打印机的USB接口上，就可以将数据传输到打印机的主板。这些数据也可以用Wi-Fi方式来传送。

插图是制作“自由女神”模型时的景象。无论是ABS还是PLA，都不仅能够制作可供观赏的立体模型，还能制作各种用途的产品。制成品具有一定的硬度，按压不变形。二者的区别是：ABS制品没有光泽，而PLA制品有光泽。受限于机器结构，每个立体模型只能用同一种颜色制作。

（本文发表于《科学世界》2013年第10期）