3D打印有模有样 有望进入寻常百姓家

　　扫描二维码观看相关视频。　　拍摄、制作：宋俊峰　　编辑：赵亮

　　正畸牙套、骨骼关节、心脏血管、动漫手办、珠宝首饰……很难想象，这些生活里常见的东西，很多都可以被3D打印出来。11月28日，山西晚报记者来到山西增材制造研究院的实验室，这里摆放着很多用3D技术打印出来的东西，它们被广泛地用在医学、航空航天、汽车工业、珠宝展示等各个行业。
　　据悉，研究院研发了新的3D打印原材料，并大大降低了耗材成本。接下来，他们还将在打印工艺、材料研发和软件数据研发等三方面继续努力，为山西省产业结构调整和转型升级贡献智慧和力量。
　　3D打印运用于不同领域
　　在二楼的实验室内，桌面上摆满了各式各样的3D打印产品，有微缩模型的建筑、鸟巢，有矫正牙齿的牙套，有运动鞋和鞋垫，有心脏和血管，非常精细。还有专门为航空航天打印的精细配件，不仅结实，而且非常轻。
　　据山西增材制造研究院技术主任郝亚暾介绍，他们3D打印主要使用三种材料，分别是线材、光敏树脂和金属粉。对应打印出来的产品也各有不同，分别用于不同的领域，有的用在医学上，比如矫正牙齿、助听设备，有的用在航空航天和汽车工业上，还有的用在跟老百姓息息相关的地方，比如一些动漫手办，比如牙刷、眼镜、手机壳等等。
　　“比如这个心脏，就是使用光敏树脂打印出来的。”郝亚暾拿着一个心脏模型说，这种材料，比起线材的和金属粉的要更加精细，硬度可以调节，光泽性好，可以打印牙套等各种物品，在医疗和军工领域都有应用。
　　研究院有很多台3D打印机，大小各异，分别针对不同的耗材，有不同的技术特点。
　　打印一个笔筒需要18个小时
　　其实，说起3D打印，普通市民虽有所耳闻，但又觉得跟自己有一定的距离。
　　郝亚暾举了一个例子：比如打印一个类似雕塑模型的微缩礼品，首先要对打印的雕塑进行一个三维扫描，然后第二步是建模，第三步是进行成型的制作，第四步再进行喷漆上色即可。
　　什么是3D打印？郝亚暾介绍，这是一种直接根据计算机图形数据，运用粉末状金属或塑料等各类可粘合材料，通过叠加材料的方法，生成任何形状物体的技术。具体来说，就是把一个要打印的物品，从上往下分割成很多层，每一层打印什么都有控制，然后累积起来就成了一个打印好的模型。
　　随即，他用一台线材3D打印机，打印了一个不规则的笔筒。首先，他将线材耗材固定在3D打印机的侧面，然后启动3D打印机，线材经过高温，变成非常细的液体，慢慢对台面上的各个点进行打印。被分割成的每一层，都会打出不同的实体，最后拼接起来就是笔筒了。
　　“打印的建模在计算机里已经完成，把指令发过来，这台3D打印机就能完美无缺地执行命令，打出那个不规则的笔筒。”郝亚暾说，一般来说，打印这个笔筒需要18个小时，但是也能缩减到一半时间，那样的话，精细程度就会大打折扣了，可能会不符合要求。
　　此外，在3D打印领域，有一个形象比喻——3D打印出来的产品，就像是一道色香味俱全的菜肴，用于3D打印的树脂、金属、陶瓷等材料，就像是食材，而帮助材料改变性能的改性助剂，则像是盐和味精等调味料，每一种，都不可或缺。
　　自主研发3D打印原材料使成本降低
　　技术负责人朱岳称，如何研发出更多的新材料，生产制作出更高品质的3D打印产品，是行业内的一大挑战。山西增材制造研究院依靠多年积累的科研团队，和全国的检测分析中心、全国的标准化委员会，开展了制定标准、性能测试、性能材料的研发等工作。
　　光敏树脂是一种用于3D打印的原材料，特点是打印精度更高、力学性能更好、弹性硬度均可调节，被广泛应用在医学模具、正畸牙套、义齿、珠宝首饰、工艺品等3D打印领域。据悉，由于其高精度要求，在过去很长一段时间里，只能依赖国际进口，是制约3D打印领域发展的“卡脖子”技术难题。2019年底，朱岳带领团队自主研发出了3D打印用光敏树脂，使得这种耗材的成本大为降低。
　　这样高品质、低成本的光敏树脂，出炉并不容易，朱岳带领团队历经近两年时间，从200余种原料中反复试验筛选，不断淘汰对比优化，最终确定了12种原料，制备组成了各种颜色、力学性能、型号都有的光敏树脂。今年5月，山西增材制造研究院自主研发的光敏树脂正式投产上市。
　　“在不久的将来，3D打印应该像纸张打印一样普及，不仅是高端制造业领域，大家日常需要的零件、玩具、模型，也都可以自主打印。”在朱岳对未来的期待里，3D打印技术将会进入寻常百姓家。而这，也是山西增材制造研究院的攻关方向。
　　朱岳称，下一步，山西增材制造研究院将在以下三个方面继续加强研发能力：第一是研发材料，第二是打印工艺方面，第三是软件数据研发。他们将依托3D打印材料研发平台，在这三个方面继续发力，为3D打印加入更多、更好的“料”。

山西晚报记者 宋俊峰