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从太空、好莱坞到上海 寻找3D打印足迹

3D打印技术作为一种辅助手段,满足人们的探索欲、求知欲,使人性和爱得以更加充分地释放。而在人们的健康和娱乐上,它已经显示出潜移默化的影响力。下面跟笔者一起,从国际空间站到澳大利亚,再到美国好莱坞,最后回到中国上海,寻找3D打印的足迹。

寻找3D打印足迹

我们先来到在近地轨道上运行的国际空间站(ISS)。在这里,正进行着一项前所未有的实验——微重力3D打印实验。这是由美国航空航天局(NASA)与太空制造技术公司Made In Space联合进行的一项商业实验。

在近地轨道运行的国际空间站(ISS)

Made In Space和NASA有这样一个设想,就是开展太空制造,而3D打印是一个较为理想的选择。这次的微重力3D打印实验,就是为了研究长期的微重力环境对3D打印产生的影响。

微重力条件下 3D打印的成型过程与地面环境完全不同

在2014年4月,由Made In Space主导设计和制造的3D打印机通过了NASA马歇尔航天中心的测试,并于2014年9月装载在“龙”飞船上,由猎鹰9号运载火箭发射并送入国际空间站。

在宇航员巴里·威尔莫的操作下,3D打印机安装到国际空间站的手套操作箱中,并成功完成了人类在太空中的首次制造实验——打印一个NASA预先设计并装载在3D打印机SD卡中的铭牌。

巴里·威尔莫在手套箱中操作3D打印机

成功打印出铭牌——太空制造(Made In Space)

更多的测试文件在ISS上打印完成

更多的测试文件在ISS上打印完成

接下来实验更进了一步,一个在地面设计的活动扳手3D文件通过电子邮件发送到了国际空间站的笔记本电脑,并连接到3D打印机打印了出来。这项实验迈出了NASA太空制造构想的第一步,改变在地面制造零件、测试再送入太空的现状;这一小步,使得Made In Space和NASA向未来目标更近了一点——在火星或者其它小行星上进行制造活动,扩展太空探索的半径。而短期的商业目标则看起来更近了,Made In Space将有可能为公司或者个人提供太空制造小型卫星的服务。

巴里·威尔莫使用在ISS上3D打印的扳手

目前Made In Space正在进行改进款太空3D打印机的研发。按照计划它将于2015年被再次送上国际空间站,用于实验和商业制造。人们探索太空未知空间的愿望,在历史长河中从未间断过,并随着科技发展从推测和想象变成一套科学理论并付诸实施。在未来的探索中,3D打印将有可能扮演开拓性的角色。

澳洲联邦科学与工业研究组织CSIRO曾收到澳大利亚昆士兰小女孩儿苏菲的信。苏菲在信中这样说:“亲爱的科学家们,你们好。我名叫苏菲,今年7岁了。爸爸跟我说起过CSIRO的科学家。不知道你们可不可以给我做一条龙呢?如果能做,我非常高兴;如果不行的话,也没关系。如果这条龙是女孩儿,我就叫她无牙;如果是男孩儿,就叫斯图尔特吧。我会把它养在绿草地上,给它喂鱼,戴项圈;如果它受伤了,我给它治。每周末放假的时候,我都会和它一起玩”。

苏菲写给澳大利亚CSIRO研究院科学家的信

还画出了她想要的龙的样子

科学家们收到这样一封信,只能在博客上写了一封道歉信,说他们能发明出聚合物、驱虫剂和无线网络,但是却没办法造出一条龙来。

苏菲拿着一个飞龙玩偶

这件事一经传开,很多人却给CSIRO的科学家们打来电话提供帮助,其中就包括“无牙”的老家——《驯龙高手》的出品方梦工厂。

最终科学家们在墨尔本制造实验室中,用钛合金3D打印出了《驯龙高手》主角“无牙”。“钛合金非常坚硬,并且很轻,所以这条飞龙会是一个飞行高手”,科学家们说。

研究员从3D打印机中取出钛合金的“无牙”

苏菲非常高兴,她觉得澳大利亚的科学家无所不能。孩子们面对的是一个未知的世界,而他们也是最有想象力和创造力的群体。那么3D打印从业者,是不是可以为他们做一点小小的事情呢?

大家也许还记得《钢铁侠3》中托尼 斯塔克与生化人大战的惊心动魄的时刻。电影中的全套钢铁侠战衣,就是由好莱坞特效公司Legacy Effects 3D打印完成。我们来到好莱坞,看看钢铁侠战衣是如何制作出来的。

钢铁侠3由Legacy Effects制作钢铁侠盔甲

战衣的盔甲,由漫威影业视觉部门的设计师首先进行三维设计,他们对盔甲的每一片进行3D建模。而其中的难点在于,要让主演小罗伯特 唐尼穿上钢铁侠战甲时恰好合身还要行动自如。

三维设计师对盔甲一块一块做建模

这时候3D扫描帮了大忙——演员预先被3D扫描,有了精确的身高尺寸;设计师也能够将盔甲贴合到演员的三维影像上,来初步确定盔甲的尺寸。

尽管我们在电影中看起来,钢铁侠战甲闪烁着金属质感,事实上3D打印的战甲是由多种材料组成的,包括玻璃纤维、工程塑料以及树脂。为了让战甲看起来像是真的金属机械,在3D打印成型后铸造工作室接管了下面的活儿——打磨、抛光、上色都成为重要的步骤。

3D打印的钢铁侠面罩新鲜出炉

打磨抛光是个细活

由于战甲由多种材质打印出来,喷漆在不同材质的表面呈现出不同的效果,而Legacy Effects要的是完全风格统一的一套战甲,而不是看起来像很多东西拼凑在一起。Legacy Effects不乏喷漆高手,最终战衣的喷漆效果大家也在电影里看到了——完美。

盔甲喷漆上色

再组装成套装

在小罗伯特·唐尼穿上战衣拍摄之前,Legacy Effects还要确保它灵活、结实,并且活动的时候不同部位之间不会互相摩擦,或者出现缝隙露出里面的演员。因此,很多试穿者就被招募进来,不过谁不想过把瘾呢!

志愿者试穿钢铁侠盔甲

还要再做细节的调整

最终钢铁侠战甲就这样制作出来,而它的效果怎样呢?我们在电影中都亲眼目睹——赞爆了。除了钢铁侠之外,Legacy Effects还利用3D打印技术制造了包括《阿凡达》、《机械战警》、《铁甲钢拳》在内的多个好莱坞经典大片中的角色。

Legacy Effects特效团队与钢铁侠盔甲

如果说数字技术统一荧幕让电影特效大行其道,那么3D打印让它变得更真实,拉近了电影角色与观众的距离。当你穿上钢铁侠盔甲,是不是会心生超级英雄的霸气?

如果说太空、澳洲、好莱坞都离我们太远,那么一场在上海音乐厅中举办的婚礼已经离我们非常近了。

在上海音乐厅举办的一个特殊的婚礼——礼仪用品由3D打印制作

极致盛放(Xuberance)工作室是最早一批在国内做三维设计的商业工作室,而3D打印的大潮让他们的工作更具价值。而这场盛大的婚礼,绽放着极致盛放工作室在3D打印应用上的创意和成就。

3D打印蛋糕和婚纱

从婚戒到来宾回礼用的首饰盒,再到手捧花、嫁妆、婚宴陈设甚至蛋糕、甜点等等,婚礼用品的制作大量用到了3D打印技术,并且将中国传统文化以现代美感呈现出来。

3D打印配饰和装点

这场婚礼使用的材料有尼龙粉末、金属、PLA、ABS等等,而使用的技术则广泛地包括了SLS/SLA/SLM/FDM从工业级到桌面级多个技术。

黑、白、金三色是婚礼的主色调 也是3D打印擅长的色调

如果说过去我们的印象中,认为3D打印的东西不是机械就是零部件这种冷冰冰的东西,或者认为大多是不值钱的塑料货,那么这场婚礼能够改变一点点我们的偏见。

看到两旁绽放的花朵了吗?

对了,这场婚礼的主角不是3D打印,而是极致盛放工作室的两个老板——新郎Steven Ma和新娘Leirah Wang。

婚礼的新郎和新娘正是极致盛放工作室的两位合伙人

最后,依然是在上海,5月25日至27日将召开首届CES亚洲展会,其中包括国内外的3D打印技术和产品。根据过去6年CES展会上3D打印展区的历史,CES亚洲将把3D打印技术带到大众消费者的眼前。

CES亚洲将把3D打印技术带到大众消费者的眼前