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 龍天傳/攝
????西江都市報記者 龍天傳 通訊員 潘彩嬌
????在電腦上利用CAD建模設計產品形狀，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舉辦的第三屆廣西高校大學生創新設計與制作大賽一等獎。在第十屆梧州寶石節到來之際，記者聯系了打印機的設計者——梧州學院電子系2010級機械設計制造及其自動化專業的范歡靜，讓其講述了當寶石材料邂逅3D打印技術的故事。
????杠桿原理“撬開”創新思維
????“我們的目標就是要不斷地創新，要做出與別人不一樣的產品。”范歡靜如是說。
????記者了解到，10月14日，范歡靜代表梧州學院參加桂林電子科技大學舉辦的第三屆廣西高校大學生創新設計與制作大賽，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、環境友好型創新作品的設計與制作”的大賽主題，因此，深得專業評委的一致好評，并榮獲大賽一等獎。
????據悉，氧化鋯材料具有耐高溫、高抗彎強度和高耐磨性的優點，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品，都要依靠模具來生產，既花費設計成本，在生產小飾品時又不能夠保證產品的精度，因此，經常造成材料的損耗。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。
????在學校的實驗室，記者一睹了3D打印機的風采。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、三軸電機驅動電路、可視化系統等復雜儀器。范歡靜介紹說：“我們利用杠桿原理，實現材料由溶料缸從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打印技術與寶石材料結合起來的呢？”面對記者的疑惑，范歡靜說：“這多虧了陳指導了。”原來，在他們初期構思產品的時候，指導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打印機把它制成產品，加上梧州盛產寶石，我們可以充分利用這些優勢。”就這樣，范歡靜決定把創新設計向人工寶石材料氧化鋯陶瓷3D打印機。
????各學科協同攻克難關
????一臺機器的研制肯定得經歷設計、制作、組裝、調試，改進，再調試等紛繁的過程。最終，范歡靜得到了一個機械設計制造及其自動化學生、兩個電子信息工程學生和一個工業設計專業學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，但關鍵在于噴頭壓力。”隨后，范歡靜和隊友們參考了機械設計原理、材料力學等書籍，不斷的修改圖紙。最終，杠桿原理和3D打印機實現了完美結合。
????追夢的腳步不會停止
????回顧過去，范歡靜坦言：“結果雖然難忘，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期的效果，我們最希望設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品了。” | 
