『3D』物资不够，打印来凑？3D打印成疫情下的救场奇兵 |3D打印|疫情|

出品：科普中国
制作：大阪大学
监制：中国科学院计算机网络信息中心
随着新冠疫情在世界的持续蔓延，多个包括美国、意大利等疫情重灾区已经出现了卫生医疗用品紧缺的问题，口罩、呼吸机以及用于检测的鼻拭子和咽拭子等必备用品已经供不应求。
危急时刻， 3D 打印技术已经成为一支拯救生命的奇兵。上周，一个由南佛罗里达大学、哈佛大学、斯坦福大学等机构组成的联盟宣布，他们已经与美国食品药品监督管理局（FDA）协商，制定了生产3D 打印测试样本的通用指南。同时，一家位于马萨诸塞州萨默维尔市的 3D 打印技术开发商和制造商Formlabs ，将在俄亥俄州的工厂投入 250 台打印机，用于生产新冠病毒测试的鼻拭子。

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其实， 3D打印在中国抗击新冠疫情中也贡献了力量。上海市一家科技企业运用3D打印技术， "打印"隔离病房驰援湖北。湖南一家集团用3D技术生产了一批医用护目镜驰援抗疫一线，它的重量只有普通护目镜的四分之三，同时还可根据个人面部数据实现私人化定制。

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3D打印技术的快速发展让人们不禁令人想问：神奇的3D打印，还有什么是"你"做不到的？
3D打印诞生已久
3D打印并非新生事物，它的前身是快速原型制造，在上世纪80年代已经应用于工业设计和生产过程。现在通用的各3D打印技术，在当时基本上都已经开发出来了。反而3D打印这名字来得晚，直到1995年麻省理工学院的两名毕业生JimBredt和TimAnderson才第一次提出了"3D打印"的概念。
3D打印技术虽然有好多种，但思路都是一样的，专业术语叫做"分布式材料制造" 。举个大家都容易看懂的例子：一个人做一个柜子那是需要很长时间，想要加快的话那就得增加人手，但若人数固定的话还有什么办法加快制造速度呢？那就是做一堆积木，然后找个人将积木按照一定的形状堆积起来，再一粘就是了——前提是他能看懂说明书。

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3D打印独具特色
与传统加工手段相比， 3D打印又具有诸多独到之处。
先说说用传统的冲压方式生产一个小型的车用零件拢共要用几步。首先，要有冲压用的模具。这个模具好比月饼印一样，决定了零件的形状。一般是用专门的模具钢制造，硬度高而且韧性好。模具分为上模和下模，上模安装在压力机上，可以以很高的速度压向下模。要加工的材料好比是做月饼的面团，被这么瞬间一压，就变成了模具的形状，之后用车床除去多余的部分，再进行一些研磨抛光一类的机械加工，零件就完成了。

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3D打印制作同样的零件又是个什么套路呢？首先，在电脑上绘制好零件的设计图，然后将设计数据导入3D打印机，就可以开始制造零件了。
以熔融沉积式3D打印机为例，事先准备好的低熔点线材如塑料，石蜡等经由3D打印机的喷嘴加热后喷出。在电脑的控制下，喷嘴在空间中由低到高逐层进行描画，最后形成零件，基本无须任何的后处理。

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△左：某塑料熔融沉积式低端工业用3D打印机，白色线卷即为塑料原料（图片来源：百度图片）右：该打印机的喷头部位特写，双喷头设计，可同时打印两种不同塑料（图片来源：百度图片）