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创客：新工业革命 [:1704022861]
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创客：新工业革命 第二部分 未来
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创客：新工业革命 [:1704022862]
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第六章 变形工具
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3D打印机正向着炼金术士的梦想迈进：想要什么就能做什么。
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大规模生产的优势在于重复制造与标准化，而3D打印则有利于个性化与定制化。数字制造时代的一大胜利是我们可以在大规模生产与定制之间做出选择，却不用支付昂贵的手工制作费用。这两者现在已经成为可行的自动化制造方法。
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“茶。格雷伯爵。热气腾腾。”
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每当让–卢克·皮卡德舰长（Jean-Luc Picard）坐在星舰企业号的准备室里想喝一杯热饮时，他只要用语言表达一下，战舰上的“复制器”就会收集各种所需的原子，包括制造杯子的原子，然后沏好一杯热气腾腾的茶。这样的过程基本不在皮卡德舰长的思考范围内，以此方式沏茶之于他就像今天的微波炉之于我们。我们现在在厨房里使用无线电波激活原子、产生热量（这在20世纪50年代可是令人兴奋的大事），皮卡德的“复制器”使用《星际迷航：下一代》里没有明确说明的神奇能量技术，获取可以自我聚合的原子，形成食品和饮料。
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那是科幻电影，但也不是完全没有可能。当你看到现在的工业用3D打印机时，加上一点儿诗意的破格想象，就能看到《星际迷航》里“复制器”的影子了。一盆静止不动的液态树脂，激光像闪电一样开始跟踪其中的形状，于是从原料盆中产生出各种形状，仿佛有一种魔法从空中变出了各式食品。
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不过，诗意的破格想象在此要暂告一段落，我们现在离分子自我聚合还很远，至少离有效使用还很远。一台3D打印机一次只能使用一种材质工作；如果需要使用多种组合材质，必须使用多个打印头或在打印头间来回转换，与目前桌面喷墨打印机的彩色墨盒原理一样。能够获得的分辨率大约只有50微米（一根细发粗细），而自然界的真实分辨率可以比此精微千倍，只有几十纳米粗细。而且，3D打印机的工作方式绝对与自我聚合无关：它确实可以实现“自我聚合”，不过却需要激光的力量固化粉末或液态树脂，或融化塑料，然后通过细管喷射出来。
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但你一定明白我的意思。我们能够想象出一样东西，在电脑上绘制出来，用机器使其成型；只需要按下一个按钮，物体（最终）会出现。亚瑟·C·克拉克说：“任何足够先进的技术都可以称为魔法。”越来越接近本质了。
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四个桌面工厂
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（1）3D打印机：3D打印机和你可能已经使用的桌面纸质打印机作用相似。传统的激光（或喷墨）打印机是2D打印机：从屏幕上获取像素，将其在二维介质（通常是纸张）上转化成墨点或碳粉点。3D打印机则获取屏幕上的“几何图形”（使用好莱坞用来制作电脑特技电影的同类工具制作出的三维物体），然后将其转变成可以拿在手里并使用的实物。有些3D打印机拉伸多层熔融塑料，制作实物；有些则使用激光将液态或粉末状树脂固化为硬层，从原料盆中形成实物；还有一些能够使用任何材料制作物品，比如玻璃、钢、铜、金、钛，甚至是蛋糕糖霜。你可以打印一根笛子或是一顿饭。3D打印机甚至可以向支撑矩阵上喷射干细胞悬浊液，使用活体细胞打印出人体器官，与喷墨打印机在纸张上打印没有什么两样。
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（MakerBot Thing-O-Matic 3D打印机）
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（2）数控机器：3D打印机使用“加法”技术制造物品（一层一层叠加材料制作实物），而数控刨槽机或铣床则是使用“减法”技术制造相似的产品。“减法”技术非常神奇，通过使用钻头在塑料、木头或金属板块上切割出产品。数控机器种类繁多：数控绗缝机和刺绣机、数控标牌切割机/刻字机（用于丝网印刷）以及工匠使用的数控裁纸机/布料切割机等。有些数控机器与一张大桌子尺寸相当，专门用于制作木料家具（大的工业数控机器与库房大小相近，能够切割出飞机机身这样的大型物体）。
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（MyDIYC数控机）
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（3）激光切割机：激光切割机是最受欢迎的桌面新工具之一，大部分为二维设备，使用强力激光在塑料、木材和薄金属板等各类材质上精准切割出任何复杂程度的形状。很多CAD软件都可以将三维物体分解为二维部件，使用激光切割机制作，然后向插片恐龙玩具那样整齐地插接起来。
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（Epilog Zing激光切割机）
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（4）3D扫描仪：通过这个跟面包箱差不多大小的设备，你可以实现“现实捕捉”。不必费力地重新描画一个物体，只要把已有的物品放在3D扫描仪前就可以了。设备使用激光或其他光源以及一台摄像机，从各个角度拍摄物体的图像，然后将其转化成数万个或数十万个多边形构成的三维形象，就像是电子游戏里的人物形象或是电脑特技电影。软件简化了扫描仪的操作，你可以随心修改获得的三维形象。最普通的首次试验就是扫描你自己的头部，把自己的脸部三维形象夸张变形，然后用3D打印机打印出你自己形象的摇头玩偶。
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