3D打印機制出的成品。
范歡靜演示3D打印機。 西江都市報記者 龍?zhí)靷?攝
????西江都市報記者 龍?zhí)靷?通訊員 潘彩嬌
????在電腦上利用CAD建模設(shè)計產(chǎn)品形狀，無需模具，按下打印機“打印”鍵，一顆心形陶瓷飾品就能出爐。此外，該機器還榮獲桂林電子科技大學(xué)舉辦的第三屆廣西高校大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計與制作大賽一等獎。在第十屆梧州寶石節(jié)到來之際，記者聯(lián)系了打印機的設(shè)計者——梧州學(xué)院電子系2010級機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的范歡靜，讓其講述了當(dāng)寶石材料邂逅3D打印技術(shù)的故事。
????杠桿原理“撬開”創(chuàng)新思維
????“我們的目標就是要不斷地創(chuàng)新，要做出與別人不一樣的產(chǎn)品。”范歡靜如是說。
????記者了解到，10月14日，范歡靜代表梧州學(xué)院參加桂林電子科技大學(xué)舉辦的第三屆廣西高校大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計與制作大賽，她的作品是可打印出細微首飾品的人工寶石材料氧化鋯陶瓷3D打印機（以下簡稱3D打印機）。由于該作品充分符合“低成本、環(huán)境友好型創(chuàng)新作品的設(shè)計與制作”的大賽主題，因此，深得專業(yè)評委的一致好評，并榮獲大賽一等獎。
????據(jù)悉，氧化鋯材料具有耐高溫、高抗彎強度和高耐磨性的優(yōu)點，主要用于首飾、燈飾等工藝品和耐磨零件上。然而，用氧化鋯材料制成的產(chǎn)品，都要依靠模具來生產(chǎn)，既花費設(shè)計成本，在生產(chǎn)小飾品時又不能夠保證產(chǎn)品的精度，因此，經(jīng)常造成材料的損耗。而范歡靜及其團隊研制出的3D打印機正是彌補了這個缺點。
????在學(xué)校的實驗室，記者一睹了3D打印機的風(fēng)采。其外形類似一個長寬高各僅約50公分的柜子，里面分布著噴頭控溫裝置、三軸電機驅(qū)動電路、可視化系統(tǒng)等復(fù)雜儀器。范歡靜介紹說：“我們利用杠桿原理，實現(xiàn)材料由溶料缸從0.4mm的噴頭擠出，并使用嵌入式加熱的方法，大大減少了原材料和熱量損失。”
????“你們又是如何想到把3D打印技術(shù)與寶石材料結(jié)合起來的呢？”面對記者的疑惑，范歡靜說：“這多虧了陳指導(dǎo)了。”原來，在他們初期構(gòu)思產(chǎn)品的時候，指導(dǎo)老師陳炳忠曾一語中的：“人工寶石材料氧化鋯比較堅硬、黏度比較高，目前仍沒人能夠運用3D打印機把它制成產(chǎn)品，加上梧州盛產(chǎn)寶石，我們可以充分利用這些優(yōu)勢。”就這樣，范歡靜決定把創(chuàng)新設(shè)計向人工寶石材料氧化鋯陶瓷3D打印機。
????各學(xué)科協(xié)同攻克難關(guān)
????一臺機器的研制肯定得經(jīng)歷設(shè)計、制作、組裝、調(diào)試，改進，再調(diào)試等紛繁的過程。最終，范歡靜得到了一個機械設(shè)計制造及其自動化學(xué)生、兩個電子信息工程學(xué)生和一個工業(yè)設(shè)計專業(yè)學(xué)生共四名得力隊友的支持。
????基于人工寶石氧化鋯材料具有高黏度的特性，如何使材料噴出的速度達到設(shè)計的要求成為困擾整個團隊的難題。“增大壓力，我馬上就想到了運用杠桿原理，但是兩者該如何結(jié)合，這又是令人頭疼的問題。”暑假期間，整個校園都安靜下來了，而范歡靜和隊員依然在實驗室里探討如何解決這個阻礙他們前進的困難，畫圖、鉗工、調(diào)機……每天早上他們9點鐘準時來到實驗室，直至晚上12點在值班人員的催促下才離開。
????盡管如此，他們依然找不到把杠桿原理結(jié)合到3D打印機的方法，甚至還燒壞了幾個電機。頓時，整個研發(fā)工作陷入了困境，眼看比賽日期越來越近。此時，帶隊老師陳炳忠的一句善意提醒化解了僵局：“這種材料雖然難以掌控，但關(guān)鍵在于噴頭壓力。”隨后，范歡靜和隊友們參考了機械設(shè)計原理、材料力學(xué)等書籍，不斷的修改圖紙。最終，杠桿原理和3D打印機實現(xiàn)了完美結(jié)合。
????追夢的腳步不會停止
????回顧過去，范歡靜坦言：“結(jié)果雖然難忘，但更重要的是自我動手能力獲得了提升和收獲了珍貴的友誼。”同時，對于未來的暢想，她也未曾停止：“目前，我們的3D打印機還沒能達到預(yù)期的效果，我們最希望設(shè)計出一個能夠自動供料的裝置，省去逐次加料打印的麻煩，那樣就不僅局限于只打印出微小飾品，而是能夠打印大型的產(chǎn)品了。” | 
