3D打印实现突破：可快速廉价制造大物体

中国科学技术大学数学科学学院国家数学与交叉科学中心（合肥）图形与几何计算实验室及“创客空间”研究小组，在3D打印（快速制造）领域取得了重要研究进展，提出了一种“由粗到细”的快速、廉价制造大物体的技术。该研究成果论文已被计算机图形学领域的顶级会议“2016计算机图形学国际会议”接收，并将于7月全文发表在计算机图形学领域的顶级期刊《美国计算机学会图形学汇刊》上。

3D打印和平面激光切割是近年来逐渐成熟和广泛使用的快速成型制造技术。3D打印通过快速自动成型系统与计算机图形数据结合，可以制造出各种形状复杂的物体。然而，3D打印机打印尺寸有限，无法直接打印体积较大的物体。与3D打印相比较，平面激光切割虽然只能制造具有2D形状的物体，但其制造材料成本低、切割速度非常快。

中国科大研究小组结合3D打印和平面激光切割各自的制造优势，提出一种快速、廉价的分块制造大物体的方法。据论文通讯作者中国科大数学科学学院刘利刚教授介绍，他们将3D物体模型设计为内部的凸多面体粗略部分及外部的精细部分，内部的凸多面体由多个激光切割板块组装而成，并通过三维自锁机制连接成稳固的内部支撑结构；外部的精细部分被剖分成多个部件，并用3D打印机分别制造出来，然后贴附到内部支撑结构上以保证物体表面的细节外观。

　　实验结果表明，该方法比目前简单的分块打印方法节省60%的材料成本和制造时间，并使得制造出的物体满足所要求的连接强度、整体平衡性及可打印性。

　　该成果可广泛应用于快速、廉价地制造体积较大且需定制的物体如雕塑、雕像、电影道具、文物复制品等，且制造物体的尺寸越大，节省的材料成本和制造时间越多。该技术已引起3D打印业界高度关注。