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金剛石都能3D打印了?這是什么黑科技

如果有這樣一個盒子,它可以復制你看到的任何東西,包括它自己,還能將你幻想中的所有東西變成實物,你會懷疑嗎,這不是魔術也不是童話,這就是3D打印機。

圖片來源:pixabay

超級英雄,卡通公仔,古圣先賢這些像真度高,造型精致的模型都能3D打印出來,3D打印技術早已經被形容為第三次工業革命,將顛覆傳統的制造業,3D打印出來的物品一次次的讓人們驚訝,讓全世界都為之振奮,這不最近又稱能用3D打印機打印出金剛石材料。

金剛石材料現在也可以打印了,金剛石可是世界上最堅硬的物質之一啊,它是工業上各種耐磨工具的關鍵部件,由于其加工難度大,很難加工成復雜的形狀,如果能夠打印出這種復雜的金剛石材料,就可以將這種超硬材料打印出各種復雜的形狀,應用范圍將更加廣闊。

技術的發展又一次超乎我們的想象,這還有可能會改變整個珠寶行業,也許以后的鉆石就沒那么貴了。

據報道Sandvik(山特維克) 這家公司推出了,可以3D打印出金剛石的復合材料,利用該材料打印出來的金剛石,具有金剛石該有的物理特性,利用這種材料可以根據要求打印出許多定制形狀,未來可能將在航空航天,汽車,電子等行業中使用這種材料。

金剛石也就是我們所說的鉆石的原身,是一種由碳元素組成的礦物,與鉛筆芯的主要成分石墨一樣,都由碳原子組成,但結構的差異讓石墨在莫氏硬度等級中排列最低,而金剛石是最高的,造成這么大的差距就是在形成過程中壓力和溫度不同。

金剛石是自然界中天然存在的最堅硬的物質之一,由于其硬度很高,經常被用于制作各種工藝品和工業中的切割工具。

隨著科學技術的發展,以前要幾十億年才形成的天然金剛石,現在用機械制造只需要幾天時間就能造出人造金剛石,只要用機器創造出相應的溫度和壓力條件就能合成出金剛石,現在中國生產的工業級合成金剛石年產量占世界份額的90%以上。

3D打印技術經過多年的發展,我們見到過或者已經在使用它打印出來的各種工藝品,日常用品,建材等,現在各行各業中都有它的身影,也在慢慢改變一些傳統行業,改變我們的生活。

這項一次次讓人們驚嘆的技術,其實已經有了上百年的發展歷程,如何將一個虛擬的物體快速變成實物,早在一百多年前的美國,就有人產生了這種想法,他們開始研究照相雕塑技術,渴望能像照相洗印一樣簡單的獲得一個立體的實物,雖然這一想法在當時并沒有得到實現,但這已經成為3D打印技術發展的開始。

上世紀八十年代,隨著二維打印和電腦輔助設計CAD技術的成熟,讓3D打印成形成為了可能;1984年美國人利用光敏液態樹脂在紫外線照射下固化的方式,制造出了第一個實物,第一臺3D打印機由此誕生。

圖片來源:pixabay

就如同做米飯需要大米一樣,3D打印也需要最主要的元素那就是材料,用來打印的材質按形態可以分為固體,粉末,液體,還可以分為塑料,金屬等不同材質。

3D打印材料一般分為兩類

一類是比較常用的材料主要有ABS,PLA,PETG,HIPS,這些塑料類材料的熔點低,它們在外觀上的區別不是特別大,但在材料的功能上區別卻很大。

這一類材料打印成形的方式叫熔絲沉積,它是將絲狀熱熔性材料加熱熔化,通過帶有一個微細噴嘴的噴頭擠噴出來,按照電腦的指令噴擠在制作面板上,經過低溫固化層層堆積,最終打印出成品。

另一類是金屬類材料,它們在某些方面的特性就特別明顯,金屬類材料打印成型給它的材料限定了極高的門檻,粉末材料必須達到微米級別,而且還要經過混合搭配保證它的強度,精度和粘合度等各方面性能,

一些金屬類已經可以使用3D打印了,如鈦合金,不銹鋼等,都是通過粉末材料打印,具有熔化燒結粘合的特性,打印物品時由上方的激光頭發射出高溫的激光束,進行選擇性的燒結,粉末迅速熔化粘合成形,工作臺下降鋪粉打印直至完成。

能夠打印出金剛石材料的工藝,也應該是利用金剛石粉和聚合物材料的漿料,在紫外線照射下逐層堆積成形的,但是打印出來的金剛石還是與天然的金剛石有差別,例如說光澤上就沒有天然金剛石的光澤,所以也就限制了在珠寶行業的使用,看來要想鉆石降價還要再等了。

隨著人們對個性化需求的增加和材料技術的發展,將來每個人都能使用上,通過3D打印技術打印出來的房屋,衣服,食物等物品,3D打印技術究竟將給人類帶來一個怎么樣的未來嘞?不知道下一次它又能打印出什么讓我們驚嘆的物體來。

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