3D打印机制出的成品。
范欢静演示3D打印机。 西江都市报记者 龙天传/摄
????西江都市报记者 龙天传 通讯员 潘彩娇
????在电脑上利用CAD建模设计产品形状，无需模具，按下打印机“打印”键，一颗心形陶瓷饰品就能出炉。此外，该机器还荣获桂林电子科技大学举办的第三届广西高校大学生创新设计与制作大赛一等奖。在第十届梧州宝石节到来之际，记者联系了打印机的设计者——梧州学院电子系2010级机械设计制造及其自动化专业的范欢静，让其讲述了当宝石材料邂逅3D打印技术的故事。
????杠杆原理“撬开”创新思维
????“我们的目标就是要不断地创新，要做出与别人不一样的产品。”范欢静如是说。
????记者了解到，10月14日，范欢静代表梧州学院参加桂林电子科技大学举办的第三届广西高校大学生创新设计与制作大赛，她的作品是可打印出细微首饰品的人工宝石材料氧化锆陶瓷3D打印机（以下简称3D打印机）。由于该作品充分符合“低成本、环境友好型创新作品的设计与制作”的大赛主题，因此，深得专业评委的一致好评，并荣获大赛一等奖。
????据悉，氧化锆材料具有耐高温、高抗弯强度和高耐磨性的优点，主要用于首饰、灯饰等工艺品和耐磨零件上。然而，用氧化锆材料制成的产品，都要依靠模具来生产，既花费设计成本，在生产小饰品时又不能够保证产品的精度，因此，经常造成材料的损耗。而范欢静及其团队研制出的3D打印机正是弥补了这个缺点。
????在学校的实验室，记者一睹了3D打印机的风采。其外形类似一个长宽高各仅约50公分的柜子，里面分布着喷头控温装置、三轴电机驱动电路、可视化系统等复杂仪器。范欢静介绍说：“我们利用杠杆原理，实现材料由溶料缸从0.4mm的喷头挤出，并使用嵌入式加热的方法，大大减少了原材料和热量损失。”
????“你们又是如何想到把3D打印技术与宝石材料结合起来的呢？”面对记者的疑惑，范欢静说：“这多亏了陈指导了。”原来，在他们初期构思产品的时候，指导老师陈炳忠曾一语中的：“人工宝石材料氧化锆比较坚硬、黏度比较高，目前仍没人能够运用3D打印机把它制成产品，加上梧州盛产宝石，我们可以充分利用这些优势。”就这样，范欢静决定把创新设计向人工宝石材料氧化锆陶瓷3D打印机。
????各学科协同攻克难关
????一台机器的研制肯定得经历设计、制作、组装、调试，改进，再调试等纷繁的过程。最终，范欢静得到了一个机械设计制造及其自动化学生、两个电子信息工程学生和一个工业设计专业学生共四名得力队友的支持。
????基于人工宝石氧化锆材料具有高黏度的特性，如何使材料喷出的速度达到设计的要求成为困扰整个团队的难题。“增大压力，我马上就想到了运用杠杆原理，但是两者该如何结合，这又是令人头疼的问题。”暑假期间，整个校园都安静下来了，而范欢静和队员依然在实验室里探讨如何解决这个阻碍他们前进的困难，画图、钳工、调机……每天早上他们9点钟准时来到实验室，直至晚上12点在值班人员的催促下才离开。
????尽管如此，他们依然找不到把杠杆原理结合到3D打印机的方法，甚至还烧坏了几个电机。顿时，整个研发工作陷入了困境，眼看比赛日期越来越近。此时，带队老师陈炳忠的一句善意提醒化解了僵局：“这种材料虽然难以掌控，但关键在于喷头压力。”随后，范欢静和队友们参考了机械设计原理、材料力学等书籍，不断的修改图纸。最终，杠杆原理和3D打印机实现了完美结合。
????追梦的脚步不会停止
????回顾过去，范欢静坦言：“结果虽然难忘，但更重要的是自我动手能力获得了提升和收获了珍贵的友谊。”同时，对于未来的畅想，她也未曾停止：“目前，我们的3D打印机还没能达到预期的效果，我们最希望设计出一个能够自动供料的装置，省去逐次加料打印的麻烦，那样就不仅局限于只打印出微小饰品，而是能够打印大型的产品了。” | 
