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如何用1500美元3D打印機(jī)打印一把金屬剪刀

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近日，Mini Metal Maker的公司為了展示金屬粘土3D打印機(jī)的能力，該公司聯(lián)合創(chuàng)始人David Hartkop決定用他售價1500美元的機(jī)器打印出一把具有完整功能的金屬剪刀。

“通過3D打印剪刀，我們希望展示自己的3D打印機(jī)不僅能夠打印觀賞的對象，還能夠打印實(shí)際工具?！盚artkop說，“我們使用的打印材料是一種專門生產(chǎn)的混合了青銅的金屬粘土BRONZclay3D，這種材料的化學(xué)性質(zhì)與古代用來制造硬幣、雕像和武器的青銅非常相似。

為了創(chuàng)建這把令人印象深刻的剪刀，Hartkop先用LightWave軟件創(chuàng)建一個3D模型。他選擇了一個完全對稱的設(shè)計(jì)，這樣他只需把同樣的部件打印兩次，然后組裝在一起就可以了。當(dāng)3D模型設(shè)計(jì)完成后，他使用Slic3r進(jìn)行切片。

“與普通的FDM 3D打印機(jī)使用塑料線材不同的是，”Hartkop告訴我們?！癕ini Metal Maker使用的是金屬泥，通過可產(chǎn)生300+ psi壓力的注射器擠出來?！?/span>

Hartkop把打印層高設(shè)置為0.25毫米，總共打印了15層，該機(jī)器使用的是22號擠出噴嘴，擠出的線寬大約0.28毫米左右，整個打印時間用了42分鐘，使用了大約15克金屬粘土。之后Hartkop讓這把粘土剪刀晾了個通宵，使其完全干燥，然后再進(jìn)行除塵。他沒有對剪刀進(jìn)行打磨，而是保留了其3D打印時留下的紋路。

“金屬粘土是由金屬顆粒和一種有機(jī)粘合劑組成的水溶性混合物。”Hartkop解釋說，“它是很容易打磨或用濕度油漆刷對其表面進(jìn)行處理。對它的清理方法與處于“生坯”階段的陶瓷基本相同。”

為了將這些粘土剪刀轉(zhuǎn)變成固體金屬，它們被安置在電窯里，該電窯以每小時250華氏度的速度緩慢升溫，直到1550華氏度，并保持2個小時。在焙燒之后要緩慢冷卻，這樣可以使青銅對象更有韌性。Hartkop希望他的剪刀強(qiáng)度足夠高并使邊緣足夠鋒利。因此在他的剪刀焙燒之后，他選擇用一個噴燈對其進(jìn)行熱處理，然后淬火。

與普通陶瓷一樣，金屬粘土在焙燒之后也會縮小。剪刀剛剛打印出來時有84毫米長，干燥之后縮小到83.25毫米，經(jīng)過電爐燒過之變成了76.85毫米。燒完之后，Hartkop使用鋼絲絨對其進(jìn)行拋光，使其具有金屬光澤。最后他用80號砂紙輪把剪刀的刀刃打磨鋒利。