创意3D打印头发

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3D打印机一般打印的都是硬塑料物品，但是卡内基梅隆大学的研究人员发现一种使用低成本3D打印机制造头发状细丝、纤维和刷毛的方法。

这种生产3D打印“头发”的技术是受到了热喷胶枪压出受热塑料后拉丝过程的启发。


“你只要喷射出一点材料，然后将他拉长，这真的是一个非常简单的创意”卡内基梅隆大学人机交互研究所(HCII)的博士研究生Gierad Laput说道。


这些塑料“头发”是一根一根制造的，所以这个过程并不快。使“头发”铺满一个10平方毫米要花费20到25分钟。但是这种“头发”的制造并不需要特殊的硬件设备，只需要在3D打印软件里设置一系列参数就行了。制造出的“头发”可以被修剪，在热风中可以卷曲甚至可以进行编织。紧密排列剪短的“头发”可以制成一个刷子。


Laput和他的同事，同样来自HCII的博士研究生Xiang "Anthony" Chen以及助理教授Chris Harrison，2015年11月11日将会在美国的北卡罗来纳州夏洛特举办的美国计算机协会（ACM）的用户界面软件和技术（UIST）研讨会上展示他们的制造“头发”的方法。（会议视频将会上传到网上）


研究人员使用的是熔融沉积成型（FDM）3D打印机。其原理是使塑料丝通过一个加热喷嘴，喷嘴用融化的少量塑料一层层地“画出”截面轮廓，直到所需的3D形状完成。FDM型打印机很便宜， Laput和他们的同事使用的那台仅仅只需300美元。


为了用打印机制造这些“头发”，研究人员只需要涂一点塑料在基材上然后很快的将加热喷头拉远。Laput说，问题在于打印机的喷头设计的提升速度不够快，速度不足以生成锥形的丝线。


于是他们换了一种角度来看待这个问题。虽然喷头的移动速度不够快，但是它和打印机的工作台都可以横向的快速移动。于是他们将喷头和工作台往相反的方向横向移动从而将塑料丝拉长，通过这种方法他们发现可以得到所需的细丝。


Laput和他的同事已经使用这项技术将不同颜色的“头发”添加到3D打印模型上：托尔（巨魔）头上竖立的头发，一个像甘道夫法师的胡子，马的尾巴等等。通过使用随机根坐标，他们制造出了看上去十分像自然生长的“头发”，然而整齐的根坐标可以生产出牙刷的刷毛。


这里研究人员使用的是一种常见的材料聚乳酸（PLA），Laput说使用更复杂的材料比如丙烯腈?丁二烯?苯乙烯（即ABS工程塑料），可以使制造出来的头发有磁性或者具有其他的性质。