3D打印 為國寶“驗身”(圖)

皿方罍罍蓋
3D模型實物  
電影《十二生肖》中，成龍佩戴傳感器手套在十二生肖獸首上摸一摸，數(shù)據(jù)傳輸?shù)搅肆硪贿叺碾娔X中，然后專業(yè)設(shè)備就將獸首銅像完美打印出來。這么科幻的電影橋段，在長沙已經(jīng)有了實例。日前，西周早期體型最大的青銅器皿方罍的罍蓋模型與罍身在美國實現(xiàn)合璧，正是運用了目前流行的3D打印技術(shù)，為確認(rèn)分身90余年的文物是否同屬一器提供了有力的佐證。3D打印技術(shù)如此神奇，大家都知道嗎？不如跟隨我們，一步步走近3D打印的皿方罍罍蓋，一探究竟吧。
數(shù)字模型
根據(jù)6張實物圖片進(jìn)行空間建模制作而成的皿方壘數(shù)字模型。圖形上密密麻麻分布的網(wǎng)格線是技術(shù)人員根據(jù)罍蓋實物的紋路、凹凸進(jìn)行點對點的對應(yīng)后連接而成，這樣為更精確地還原提供了保證。
均為盈博科技 供圖
空間建模
根據(jù)六張實物圖與各類數(shù)據(jù)在電腦中計算
生成罍蓋三維立體圖，精度可控制在0.1毫米誤差內(nèi)
形成后續(xù)3D打印的原始文件
4名工程師耗時10個小時完成
新型高分子復(fù)合材料
呈粉末狀，其中30%成分為石膏
激光通過后呈半液體狀，易于黏合成型
具有高強(qiáng)度、質(zhì)輕、耐溫、耐腐蝕、絕熱、絕緣等特點
此次采用的是膠黏打印，因此需要使用此種材料，而實際上也有用金屬材料進(jìn)行3D打印的案例
0.1毫米
打印材料為直徑0.1毫米的粉末
激光對材料分層掃描打印，因此每層厚度僅0.1毫米
事實上，厚度可設(shè)置在0.08至0.12毫米之間，越薄越耗時
0.1毫米是一個在時間和精度上最好的平衡
16個小時
罍蓋3D打印的全程用時，完成初始化—打印—打印物品刨離—高壓清洗清潔—黏合等工序
99.9%的精確度
打印出來的罍蓋模型在諸如尺寸形狀等關(guān)鍵點上與實物誤差不超過0.1毫米，達(dá)到99.9%的精確度，紋路和凹凸等細(xì)節(jié)也可達(dá)到90%的精確度
3月16日
得知皿方罍將在美國佳士得拍賣，湖南省博物館與湖南盈博數(shù)碼科技溝通3D打印事宜，盈博科技當(dāng)日根據(jù)6個視角平面圖進(jìn)行空間建模。
3月17日
制作團(tuán)隊使用最新型高分子復(fù)合材料打印，由于省博物館要得太急，最終只打印無色版。
3月18日
罍蓋模型進(jìn)行簡單的后處理、包裝，之后直接送往黃花機(jī)場，交到就要起飛赴美的省博物館洽購團(tuán)隊手中。
3月18日
從美國傳來消息，罍蓋3D模型經(jīng)文物專家認(rèn)定，模型的高精密度與原物完全一致，完成千年皿方罍身首合璧。
工藝原理
1 采用通用的三維設(shè)計軟件設(shè)計待制造件文件，并生成STL文件。
2 STL文件導(dǎo)入3D打印計算機(jī)中，并排設(shè)置在立體不重合的空間內(nèi)。
3 激光膠黏機(jī)裝好粉料，啟動制造程序，開始打印。
4 完成后，取出成品，回收粉末，進(jìn)行后期拋光等處理。
名詞解釋
3D打印
又稱增材制造技術(shù)，即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)，發(fā)展已有20余年。
只有想不出
沒有打不出
傳統(tǒng)打印機(jī)只能在紙張上用墨水打印，而3D打印則突破了這種條條框框，美國《時代》周刊已將3D打印列為“美國十大增長最快的工業(yè)”。作為中國首臺高端選區(qū)激光尼龍燒結(jié)設(shè)備的制造企業(yè)，昨日，湖南華曙高科常務(wù)副總經(jīng)理陳勃生向記者解答了關(guān)于3D打印的應(yīng)用前景，他說，只要有3D模型，你甚至可以打印出一座等高的維納斯雕塑放在家中。
制造業(yè)
3D打印技術(shù)雖尚不能取代傳統(tǒng)的注塑成型等技術(shù)，但在打印產(chǎn)品原型等方面已日趨成熟，如汽車制造企業(yè)利用3D打印技術(shù)打印汽車零部件等。
教育行業(yè)
利用3D打印將原本虛擬的物體轉(zhuǎn)變?yōu)檎鎸嵨矬w，并將其應(yīng)用到現(xiàn)實教學(xué)中，讓學(xué)生更為直觀地學(xué)習(xí)，目前，生物、建筑、機(jī)械等專業(yè)高校已應(yīng)用這一技術(shù)。

文化創(chuàng)意領(lǐng)域
3D打印技術(shù)已不僅限于發(fā)燒友用戶使用，有更多的設(shè)計師、藝術(shù)家在作品制作階段由傳統(tǒng)的外包制作方式向3D DIY打印方式轉(zhuǎn)型，在作品制作的精度和效率方面都有進(jìn)一步的提升。
醫(yī)療領(lǐng)域
3D打印技術(shù)的應(yīng)用案例也屢見不鮮，如中南大學(xué)湘雅醫(yī)院已將3D打印技術(shù)應(yīng)用于為患者打印腦部腫瘤模型，用于手術(shù)參照。
食品產(chǎn)業(yè)
相信你最近一定關(guān)注到了3D打印奧利奧的新聞，還可以打印不同口味哦。當(dāng)然，3D打印制作的食品會貴很多。