想吃肉嗎？3D印表機給你
3D時代
世界進入3D時代，尤其是3D列印不斷爆出驚人消息:恩瑞科·迪尼設計的3D印表機能為人類列印出一棟華麗的樓房！這印表機甚至可以帶上飛船，宇航員用它隨時列印所需的物品！德國一家公司已經用3D列印技術列印出了血管！列印人體骨骼和人體器官正在緊鑼密鼓地研究之中！前不久一位牛人用3D印表機列印出一把手槍，已經射擊了200多次，跟真的手槍沒多大差別！最近Paypal（網上流行付款方式，類似中國的支付寶）創始人彼得·泰爾資助美國一家公司研究3D列印豬肉，目前已經列印出一片豬肉了，所含有的營養與普通豬肉一樣！飛機製造商正考慮如何用3D印表機列印飛機……
這一條條令人震驚的消息衝擊著人們的心肺，房子都可以列印出來！肉都可以列印出來！器官也可以列印！還有什麼不能列印？將來是3D列印的時代，人類需要的物品或食品直接用3D印表機就列印出來！
有人說，人類的工業經歷過兩次巨大革新，第一次是蒸汽機的發明把工業帶入了機械製造的時代，第二次是電力和無線電的應用讓工業生產規模更大，更自動化。而3D列印將讓世界變成一個無形的大工廠，原來的工廠可以取消了，所有物品都不需要事先生產出來了，只需要每個家庭配備一個3D印表機，隨時隨地就可以把需要的物品列印出來。
3D列印流程很簡單
那麼3D列印到底是怎麼回事？
3D列印的流程是這樣的：用電腦軟體把一個真實的物體變成電腦中的3D圖，再把這種虛擬的3D圖用真實的材料列印出來。通常，拿來一個物體，例如一把玻璃茶壺，通過對它的前後、左右、上下拍攝掃描，再用3D軟體處理拍攝到的這些圖像信息，把圖像組合成一個立體的茶壺，不僅茶壺的各個面什麼樣子都可以看到，茶壺內部什麼樣子也可以知道，即使茶壺的橫切面什麼樣，都可以知道。這是3D軟體的強大功能，這些不需要多說。之後把這種包含了玻璃茶壺所有信息的3D圖輸送給3D印表機，印表機就可以列印出一個立體的玻璃茶壺了，跟原來工廠製造的玻璃茶壺，幾乎一模一樣。這個過程就像用掃描儀把一張照片掃描後變成電腦中的圖像，再用普通印表機把圖像列印出來，列印出來的圖像與照片幾乎一模一樣。
那麼3D列印到底是如何列印的呢？和普通印表機一行一行列印圖像一樣，3D列印一般也是用列印材料一層一層列印，每一層的列印也都是平面列印，這樣由低到高累積成立體的物體。普通印表機用的都是墨，但由於3D印表機列印不同的物品，因此需要不同的印表機和列印材料。那麼3D印表機又是如何列印出複雜物體的呢？
有的3D印表機與普通噴墨印表機列印原理差不多。普通噴墨印表機是通過墨盒噴嘴向外噴洒墨滴，在哪個部位噴洒，噴洒什麼顏色是電腦根據圖像自動控制的，因此列印出來的圖像與電腦中的圖像幾乎一樣。噴墨印表機是從左到右逐行列印，列印完一行後再換另一行。
那些利用塑膠等來作為「墨水」的3D印表機，就是通過噴嘴逐行逐層噴出熱熔的液體塑膠，來列印物體的。印表機在同一層工作的時候，與噴墨印表機差不多，只是它噴出的是塑膠液滴。每列印一層，塑膠冷卻凝固後就會加厚一層，同時形成物體的一個橫切面，這樣一層一層地從低到高壘起來，就列印出了立體的物體。
普通印表機需要平面的列印紙，3D印表機也需要一種物質來承載列印，但它列印的是立體的，有時在需要列印的地方原來是空檔，如像列印一座玩具小亭子，列印好地板和柱子後，要列印亭子頂，但大部分地方是懸空的，為了不讓塑膠液滴懸空掉落，噴嘴也會噴出一種能溶解掉的物質，例如食鹽粉等，來暫時填充空隙，待列印完成，物體凝固成形後，食鹽粉就可以用水溶解掉。
這類3D「噴墨」印表機還可以用石膏、金屬液體等來作為「墨水」，當然也可以用不同顏色的材料列印，列印出與真實物體同樣顏色的彩色物體。這類印表機一般是用來列印模型或玩具，也可以用來印表機器的金屬配件。
3D「激光」印表機
有的3D印表機與普通激光印表機的原理差不多。普通激光印表機是通過發射激光，把要列印的圖像投影到列印鼓上，被投影的部位就會因帶電而吸附磁性墨粉，列印紙再與列印鼓相接觸，圖像就印到列印紙上了。
而3D「激光」印表機根據列印材料是固體還是液體，又分為兩種工作方式。如果列印材料是粉末狀的，例如金屬粉，這樣的印表機有個列印框，列印每一層時，首先撒上一層金屬粉，然後電腦控制激光照射需要列印的部位，被照射的部位就會燒結起來，形成物體的一個橫截面，這樣一層一層向上壘，到最後一層燒結完畢，需要列印的物體就列印完畢了，把列印框拆掉，沒有燒結的金屬粉就會散落下來後，物體就露出來了。
對於鈦合金這種堅韌金屬，一般是採用高能量電子束代替激光束進行掃描，鈦合金粉才會被完美燒結成所需要的部件。
如果列印材料是液體的，一般是遇足夠量的激光才會凝固的液體聚合物，這樣的印表機就有個列印槽，槽內灌滿了這種液體聚合物。槽內有個寬大的活塞，活塞表面經過特殊處理，例如由許許多多的微型凹面鏡組成，然後再覆蓋上一層透明物質，讓活塞表面非常平滑。液面最初被活塞寬大的表面蓋住，列印時，活塞從上向下移動，露出一層液層，之後激光對液層進行掃描，被激光照射到的地方就會凝固。隨著活塞逐漸向下移動，激光逐層掃描，一個物體就這樣被3D「激光」印表機列印出來了。
也許有人不解，活塞向下移動一點，露出的液層在凝固聚合物與活塞之間，激光如何照射到聚合物的下面去？這是因為聚合物凝固後也是透明的，因此會透射激光。還有人疑問，激光向下照射時，有時需要透過上層沒有凝固的區域，才能到達活塞表面，那麼這上層不該凝固的地方遇到激光豈不就要凝固了？這是因為穿行的光子在活塞表面被匯聚，因此活塞表面的光強度很高，足以把液體聚合物凝固，而透射穿行的激光強度還不夠。
這樣的列印方式不需要類似列印紙的承載物質，但需要側面有篩網狀的框架框著，以防凝固的部分跑偏。
無所不能的3D印表機
普通印表機有個列印解析度的問題，也就是墨點的分布是否細膩。3D印表機也有列印解析度，列印的每一層越薄，列印出的物體就越細膩，目前普通的3D印表機達到的最薄層是0.05毫米。
還有一款3D「激光」納米印表機，可以列印出幾百納米大小的小物件，當然這些小物件也都是立體的。那麼這些納米小物體又是如何列印出來的呢？上面介紹的3D列印方法都無法列印這麼異常複雜精巧的看不見的物體。「激光」納米印表機採用的列印材料是兩束激光聚焦時才會凝固的材料，一束激光掃射到凝膠模樣的一小塊列印材料上時，列印材料不會凝固，只有兩束激光掃過去，在兩束光相交的那個點上，列印材料才會凝固。這樣，一個點的位置就能被精確地定位。於是一個個精確的點就組成了一個精巧的納米小物體。當然兩束激光在什麼部位相交，也是電腦控制的。這種方式可以列印出很多微觀世界的納米機器！
那麼如何列印樓房呢？
列印樓房用3D「噴墨」印表機就可以，只要印表機噴出的「墨」是沙子、混凝土和能夠把這些物質膠粘起來的膠粘劑。迪尼製造的印表機採用的就是沙子和一種含鎂的膠作為列印材料，在電腦的控制下，沙子可以從上千個噴嘴同時噴出，在合適的位置，一層一層被膠粘成像岩石一樣堅固的固體，但卻能形成各種不同的形狀，最後組建成時尚的建築。
建築印表機不需要很大，但需要有個靈活的控制架控制它像建築工人那樣爬來爬去，隨時在合適的地方噴出建築材料。
雄心勃勃的科學家想如何列印人體器官呢？其實也和列印血管或豬肉差不多，只是這裡的「墨水」是活著的細胞混合著營養物質。例如豬肉的列印，就是實驗室培養的豬肉組織細胞，3D印表機把這些細胞一層一層噴到合適的位置，累積起來，就是一塊豬肉了，要知道，真正的豬肉也是由一個個豬肉細胞組成的。不過有意思的是，列印出的這塊豬肉甚至還可以繼續增厚長大，因為那些細胞們還可以繼續分裂和生長。
而血管的列印不僅需要細胞們壘成血管的形狀，還需要細胞們充滿活力，繼續生長，並相互緊密相連，形成有彈性的血管。當然目前列印出的血管還不能與真正的血管相比，但這項技術發展下去，列印與人體血管、器官一樣的組織是很可能的，甚至列印一個人體出來都有可能！
3D列印正在席捲全球，席捲各個領域，我們的生活將因3D列印技術而發生翻天覆地的改變。
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