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3D Printer
自己的產品自己印!創客好幫手 - 3D 印表機

以往我們所熟知的印表機是將墨水或碳粉印在紙張或是其他材質的表面上, 成品大致上都屬於平面的。近幾年來則有不少廠商推出 3D 印表機 (3D Printers), 可直接在家「印」出立體成品, 引爆新一波的工業革命, 更是創客運動推波助瀾的幫手。

3D 列印技術其實發展已久, 最早可追溯到 1980 年代工業製造上的快速成型技術, 但由於相關設備體積龐大、造價昂貴, 只限於大型公司製造樣品時使用, 並不普及。而近來隨著設備小巧精緻化, 價格也降到數萬元左右, 已經慢慢打入個人工作室甚至家庭市場, 才慢慢吸引眾人的目光。

3D 列印的原理很簡單, 您可以想像成我們用同一張紙列印成千上萬次, 碳粉在同一位置持續累積出一定高度, 而逐漸形成立體的形狀。實際的 3D 列印流程則是使用者先製作好立體模型圖, 交由 3D 列印的專屬軟體將立體模型切割成厚度不到 0.1 mm 的橫切面, 然後再由 3D 列印機一層一層將每個橫切面列印出來, 待所有橫切面都列印完成後, 就是一個立體的成品。

依照產品特性的差異, 3D 印表機「墨水」的厚度也不同, 一般約在 0.1mm 左右, 高階機種可能到0.02mm左右, 厚度越薄、列印出來的成品也越精緻。而另一個更重要的關鍵是, 3D 列印墨水的材質, 比較常見的是採用軟性的塑料或樹脂, 也有採用金屬粉末的機種, 但價格比較昂貴。

目前最常見的 3D 印表機的類型有 FDM、DLP 兩種:

◎ FDM (Fused Deposition Modeling) 熔融沉積:簡單說就是先加熱融化列印材料, 然後就直接噴射出產品原型, 列印完畢後要等待材質變乾才能成形, 精準度和細緻程度較差, 但相關機構較簡單, 因此價格非常便宜。

◎ DLP (Digital Light Processing) 數位光處理:在 3D 印表機噴射出融化的材料時, 同時以光線照射, 可以讓噴出的材料立即固化、變硬, 可以製作出較精細的成品。由於機構中有不少光學設備, 因此這類 3D 印表機的價格昂貴許多。

3D 列印技術已經對當前的工業生產流程造成不小的衝擊, 以往要製作立體的成品, 只能請塑膠工廠開模生產, 而開模的費用至少要十來萬元, 若遇到複雜的外型或特殊材質, 價格還要再翻倍, 對於許多小型公司或個人工作室根本難以負擔。

作業中的 3D 印表機

而在隨著 3D 列印慢慢普及之後, 目前已有不少設計師、工程師、科學家、建築師…, 利用 3D 印表機將各種天馬行空的想法快速實踐, 並可以很容易評估其商業化的可能性。而對於工廠生產製造流程, 也已經有不少廠商利用 3D 印表機來生產特殊規格或客製化的零件, 讓商品設計朝向客製化、差異化方向邁進。


3D 列印成品


將 3D 列印運用於個人公仔設計

在創客 (Maker, 也稱自造者) 領域, 3D 列印更是商品化的最重要一步, 讓以往電路裸露、粗製濫造的雛形品, 可以有較成熟的產品包裝。


利用 3D 列印將讓生冷的電子元件, 化身為仿真的機器手臂
(圖片來源:http://www.inmoov.fr/)

本文摘錄自最新計算機概論 2016


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