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3D打印未来桌面工厂

2011-04-15 09:04 来源：外滩画报责编：王岑

摘要：: 3D 打印机先将物品转化为3D 数据，然后再逐层分切打印，用粉末进行打印。粉末会一层层地被特殊的胶水粘合，按照不同的横截面图案固化，并一层层叠加，最终一个完整的物品就会在粉末槽成型。

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　　将古迹带回家

　　金涛最得意的一个作品是几尊佛像。“那个作品光打印就花了两天，打印好了又处理了两天”。

　　那几尊佛像是天龙山石窟第 18 窟西壁的完整复原，共有一佛二菩萨，颈饰项圈、手镯、下垂的左腿，以及莲座的细节都清晰可见。这是无尽藏非物质文化与艺术遗产研究所要求打印的作品。

　　天龙山石窟以精炼、细腻而又富有感情的造型艺术而闻名于世，是中国佛教造像的经典之一，被誉为天龙山式样。在20世纪初被盗严重，仅1924年一年，天龙山流失海外的佛像就有150多件，这些残件至今仍流落在海外。较小的佛像被整体盗走，大部分洞窟的头像几乎被割盗一空，甚至连窟顶的浮雕莲花和飞天也不放过。

　　2010 年春天，无尽藏非物质文化与艺术遗产研究所发起了《法相庄严——天龙山造像数字复原研究》，希望利用数字技术，实现残损造像的虚拟复原和网络展示，再现其本来面目。该所所长李庆华在项目进行过程中认识了金涛，于是打算输出他们的研究成果。

　　“从3D扫描到3D打印，数字化�；さ囊庖搴吐呒透飨粤恕Ｕ饣岬吒惨郧翱脊诺奶镆翱疾斓墓ぷ鞣绞剑嗣强梢园压偶７旁诎旃郎侠囱芯俊�”李庆华在接受《外滩画报》采访时说。

3D 打印工厂

　　他们选择了天龙山石窟第 18 窟作为他们的第一次尝试。为了获得完整的 3D数据，李庆华带着一个团队拿着一台 3D扫描设备在洞里呆了整整 10 天。“3D 测绘是项大工程，一束细细的激光束，就像一个移动的取景框，打到佛像上面，这种机器是手持的，佛像和洞窟的每个细节都必须细致地扫描一遍，不能有死角。扫描一块四五十平方厘米的地方需要整整 20分钟。”李庆华说。

　　洞窟扫描完成后的数据处理也是大工程，甚至一个佛像进了电脑都会生成几百万个面，李庆华的电脑常常因为存储了太多的3D数据而死机�；乩春罄钋旎诠ぷ魇依锫裢房喔闪耸�，终于把数据拿到了金涛的办公室。

　　“我清楚地记得，那时候快过年了，办公室只有我们两人在处理佛像。”金涛说。七八个小时后，他们掀开打印机的盖子，看到了成品。李庆华小心翼翼地拿毛笔刷去佛像周围的粉末，这项工作需要极致小心和耐心；干这件事时，他不禁会想到“在沙漠里考古的情形”。为了数据处理的方便，他们设定的打印厚度只有1.5毫米，第一次的打印成果就因为用力过猛作废了。“捧着这块三维佛像，就像捧着一块极薄易碎的面具。”金涛说。

　　最终，刷上增强硬度的胶水后，这件“考古作品”正式完成。李庆华十分感慨：“原来写天龙山报告的社科院专家李裕群，为了写报告，在天龙山手工测绘，收集数据，呆了20多天，也没看全。现在我可以把它放在桌上，从任意不同角度看。”因为是按1：11大小复制的，打印出的成品远没有电脑里的三维图细节那么丰富，但李庆华说这种“把玩感”是以前无法想象的。

3D 打印

　　将建筑打印出来

　　3D 打印的诞生，为疯狂的设计师们找到了灵感的出口。

　　意大利发明家恩里科·迪尼（Enrico dini）发明了一台巨大的 3D 打印机，这台机器可以用沙子直接打印立体的建筑。有了这台机器，未来不搭脚手架，不需要工人，人们就能完成造房子的事情。

　　为了测试这台大型打印机，恩里科·迪尼为诺曼·福斯特公司在阿布扎比建造的全球首个绿色乌托邦“马斯达尔城（Masdar City）”，打印了一部分建筑的骨架外墙，结果证明完全可行。

　　现在，他正与诺曼·福斯特建筑设计公司以及阿尔塔太空公司合作，研究设计一种可以使用月球尘埃打印的3D打印机，届时可以在月球上快速建造人类基地。

　　恩里科·迪尼告诉《外滩画报》记者，这个打印机的灵感来源于麻省理工学院的那项三维打印技术。当他看到C-corporation 的 3D 打印机在办公室工作的场景时，他突然想：为什么不能用它来造房子呢？

　　在投入这个项目之前，恩里科·迪尼是一位土木工程师。在仔细阅读快速成型的相关技术后，他认为打印建筑结构是完全可行的。“我让我的数学家朋友们改进软件，然后自己设计机械电路图、制造装配、布线、测试等等。”

　　2004年11月，第一台建筑打印机的概念机面世。经过改进，2007 年 4 月正式完工。同年，恩里科在伦敦成立了一家主营3D建筑打印的公司。

　　“传统的打印机有个弱点，只能打出很薄很薄的一层，我把这个机器改进了，使得大量的‘胶水’能落下来，打印出50 毫米厚的一层，然后再一层一层叠加起来。”恩里科说。

　　印刷过程由一层薄薄的沙子开始，印刷机从喷嘴处喷出以镁为主要原料的粘合胶，这些粘合胶跟沙子结合并在印刷机对其施压后变成岩石。之后再放上一层薄薄的沙子，重复以上的操作，岩石层就会越来越厚，最终印刷成设计中所需要的构造物形状。成品可以是一座雕塑或整个大教堂等等。已经做成的实验品是一只布满空

　　洞的蛋状建筑结构，恩里科管它叫“放射馆”，这个复杂的结构可以有力证明和测试这一开创性的施工技术。

　　“这个 6 米长、6 米高的机器是我造过的最大的机器，用3D打印，你想造多大的东西，就得造多大的机器。这算是个缺点吧。”恩里科说。不过据他介绍，使用这台机器印刷出来的建筑物比传统方式要快四倍，原料成本只是普通水泥的1/2到1/3，生产出的废料极少。

　　“因为我不需要用水泥，并且原料是沙子。我尽量使用当地的材料，减少运输成本，沙子到处都有，尽管也有一定的要求。我希望我去上海造房子时，上海能有我想要的沙子。”恩里科强调，用这台打印机打印建筑，造出高迪式的弯曲结构简直易如反掌。

　　恩里科十分推崇建筑大师高迪的作品，他希望有生之年能用3D打印机完成高迪的未完成作品——位于西班牙巴塞罗那的“神圣家族大教堂”。

　　就像打印机逐步进入办公室和家庭的步骤一样，3D打印还有很长的路要走。尽管现在3D打印机的成本不断下降，最便宜的机器仍然在1万美元以上。英国巴斯大学有一项新设计，这项新设计能用大约700美元制造一个3D打印机，用户甚至可以用这台机器制造另一台3D打印机的塑料部件。

　　在那个名为“万能制造机”的故事里，也有相同的情节。当一台3D打印机能够制造另一台3D打印机，这是多么引人遐想的美好未来

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