2015年8月25日星期二
3D打印在醫學領域的應用
3D打印肝髒模型：日本築波大學和大日本印逆向工程刷組成的科研團隊2015年7月8日宣布，已研發出用3D打印機低價制作可以看清血管等內部結構的肝髒立體模型的方法。據稱，該方法如果投入應用就可以為每位患者制作模型，有助於術前確認手術順序以及向患者說明治療方法。這種RP模型是根據CT等醫療檢查獲得患者數據用3D打印機制作的。模型按照表面外側線條呈現肝髒整體形狀，詳細地再現其內部的血管和腫瘤。
由於肝髒模型內部基本是空洞，重要血管等的位置一目了然。據稱，制作模型需要少量價格不菲的樹脂材料，使原本約30萬至40萬日元(約合人民幣1。5萬至2萬元)的制作費降到原先的三分之一以下。利用3D打印技術制作的內髒器官模型主要用於研究，由於價格高昂，在臨床上沒有得到普及。科研團隊表示，他們一方面爭取到2016年度實現肝髒模型的實際應用，另一方面將推進對胰髒等器官模型制作技術的研發。
3D打印頭蓋骨：2014年8月28日，46歲的周至農民胡師傅在自家蓋房子時，從3層樓墜落後砸到一堆木頭上，左腦蓋被撞碎，在當地手術後，胡師傅雖然性命無損，但左腦蓋凹陷，在別人眼裡成了個“半頭人”。除了面容異於常人，事故還傷了胡師傅的視力和語言功能。醫生為幫其恢復形像，采用3D打印技術輔助設計缺損顱骨外形，設計了鈦金屬網重建缺損顱眶骨，制作出缺損的左“腦蓋”，最終實現左右對稱。醫生稱手術約需5至10小時，除了3D列印用鈦網支撐起左邊腦蓋外，還需要從腿部取肌肉進行填補。手術後，胡師傅的容貌將恢復，至於語言功能還得術後看恢復情況。
3D打印脊椎植入人體：2014年8月，北京大學研究團隊成功地為打樣一名12歲男孩植入了3D打印脊椎，這屬全球首例。據了解，這位小男孩的脊椎在一次足球受傷之後長出了一顆惡性腫瘤，醫生不得不選擇移除掉腫瘤所在的脊椎。不過，這次的手術比較特殊的是，醫生並未采用傳統的脊椎移植手術，而是嘗試先進的3D打印技術。研究人員表示，這種植入物可以跟現有骨骼非常好地結合起來，而且還能縮短病人的康復時間。由於植入的3D脊椎可以很好地跟周圍的骨骼結合在一起，所以它並不需要太多的“錨定”。此外，研究人員還在上面設立了微孔洞，它能幫助骨骼在合金之間生長，換言之，植入進去的3D打印脊椎將樣品跟原脊柱牢牢地生長在一起，這也意味著未來不會發生松動的情況。
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3D打印在航天科技的應用
2014年9月底，NASA預計將完成首台成像望遠鏡，所有樣品元件基本全部通過3D打印技術制造。NASA也因此成為首家嘗試使用3D打印技術制造整台儀器的單位。這款太空望遠鏡功能齊全，其50。8毫米的攝像頭使其能夠放進立方體衛星（CubeSat，一款微型衛星）當中。據了解，這款太空望遠鏡的外管、外擋板及光學鏡架全部作為單獨的結構直接打印而成，只有鏡面和鏡頭尚未實現。該儀器將於2015RP年開展震動和熱真空測試。
這款長50。8毫米的望遠鏡將全部由鋁和鈦制成，而且只需通過3D打印技術制造4個零件即可，相比而言，傳統制造方法所需的零件數是3D打印的5-10倍。此外，在3D打印的望遠鏡中，可將用來減少望遠鏡中雜散光的儀器擋板做成帶有角度的樣式，3D列印這是傳統制作方法在一個零件中所無法實現的。
2014年8月31日，美國宇航局的工程師們剛剛完成了3D打印火箭噴射器的測試，本項研究在於提高火箭發動機某個組件的性能，由於噴射器內液態氧和氣態氫一起混合反應，這裡的燃燒溫度可達到6000華氏度，大約為3315攝氏度，可產生2萬磅的推力，約為9噸左右，驗證了3D打印技術在火箭發動機制造上的可行性。本項測試工作位於阿拉巴馬亨茨維爾的美國宇航局馬歇爾太打樣空飛行中心，這裡擁有較為完善的火箭發動機測試條件，工程師可驗證3D打印部件在點火環境中的性能。
制造火箭發動機的噴射器需要精度較高的加工技術，如果使用3D打印技術，就可以降低制造上的復雜程度，在計算機中建立噴射器的三維圖像，打印的材料為金屬粉末和激光，在較高的溫度下，金屬粉末可被重新塑造成我們需要的樣子。火箭發動機中的噴射器內有數十個噴射元件，要建造大小相似的元件需要一定的加工精度，該技術測試成功後將用於制造RS-25發動機，其作為美國宇航局未來太空發射系統的主要動力，該火箭可運載宇航員超越近地軌道，進入更遙遠的深空。馬歇爾中心的工程部主任克裡斯認為3D打印技術在火箭發動機噴油器上應用只是第一步，我們的目的在於測試3D打印部件如何能徹底改變火箭的設計與制造，並提高系統的性能，更重要的是可以節省時間和成本，不太容易出現故障。本次測試中，兩具火箭噴射器進行了點火，每次5秒，設計人員創建的復雜幾何流體模型允許氧氣和氫氣充分混合，壓力為每平方英寸1400磅。
2014年10月11日，英國一個發燒友團隊用3D打印技術制出了一枚火箭，他們還准備讓這個世界上第一個打印出來的火箭升空。該團隊於當地時間在倫敦的辦公室向媒體介紹這個世界第一架用3D打印技術制造出的火箭。團隊隊長海恩斯說，有了3D打印技術，要制造出高度復雜的形狀並不困難。就算要逆向工程修改設計原型，只要在計算機輔助設計的軟件上做出修改，打印機將會做出相對的調整。這比之前的傳統制造方式方便許多。既然美國宇航局已經在使用3D打印技術制造火箭的零件，3D打印技術的前景是十分光明的。
據介紹，這個名為“低軌道氦輔助導航”的工程項目由一家德國數據分析贊助。打印出的這枚火箭重3公斤，高度相當於一般成年人身高，是該團隊用4年時間、花了6000英鎊制造出來的。等一筆1。5萬英鎊的資助確定之後，他們將於今年底在新墨西哥州的美國航天港發射該火箭。一個裝滿氦的巨型氣球將把火箭提升到20000米高空，裝置在火箭裡的全球定位系統將啟動火箭引擎，火箭噴射速度將達到每小時1610公裡。之後，火箭上的自動駕駛系統將引導火箭回返地球，而裡頭的攝像機將把整個過程拍攝下來。
美國國家航空航天局（NASA）官網2015年4月21日報道，NASA工程人員正通過利用增材制造技術制造首個全尺寸銅合金火箭發動機零件以節約成本，NASA空間技術任務部表示，這是航空航天領域3D打印技術應用的新裡程碑。
2015年6月22日報道，國營企業俄羅斯技術集團以3D打印技術制造出一架無人機樣機，重3。8公斤，翼展2。4米，飛行時速可達90至100公裡，續航能力1至1。5小時。發言人弗拉基米爾•庫塔霍夫介紹，用兩個半月實現了從概念到原型機的飛躍，實際生產耗時僅為31小時，制造成本不到20萬盧布(約合3700美元)。
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3D打印的社會評價
3D打印技術是無法應用於大量生產，所以有些專打樣家鼓吹3D打印是第三次工業革命，這個說法只是個噱頭。康為蘋果代工生產iPhoRPne已經多3D列印年。郭台銘以3D打印制造的手機為樣品例，說明3D打印的產品只能看不能用，因為這些產品上不能加上電子元器件，無法為電子產品量產。3D打印即使不生產電子產品，但受材料的限制，可以生產的其他產品也很少，“即使生產出來的產品，也無法量產，而且一摔就碎。
“3D打印的確更適合一些小規模制造，尤其是高端的定制化產品，比如汽車零部件制造。雖然主要材料還是塑料，但未來金屬材料肯定會被運用到3D打印中來，”克倫普說，3D打印技術先後進入了牙醫、珠寶、醫療行業，未來可應用的範圍會越來越廣。 2014年11月末，3D打印技術被《時代》周刊為2014年25項年度最佳發明。對消費者和企業而言，這是個福音。
僅在過去一年中，中學生們3D打印了用於物理課實驗的火車車廂，科學家們3D打印了人類器官組織，通用電氣則使用3D打印技術改進了其噴氣引擎的效率。美國三維系統的3D打印機能打印糖果和樂器等，該首席執行官阿維•賴逆向工程興塔爾說:“這的確是一種巧奪天工的技術。”
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3D打印在海軍艦艇的應用
2014年7月1日，美國海軍試驗3D列印了利用3D打印等先進制造技術快速制造艦艇零件，希望借此提升執行任務速度並降低成本。2014年6月24日至6月26日，美海軍在作戰RP指揮系統活動中舉辦了第一屆制彙節，開展了一系列“打印艦艇”研討會，並在此期間向水手及其他相關人員介紹了3D打印及增材制造打樣技術樣品。
美國海軍致力於未來在這方面培訓水手。采用3D打印及其他先進制造方法，能夠顯著提升執行任務速度及預備狀態，降低成本，避免從世界各地采購艦船配件。
美國海軍作戰艦隊後勤科副科長Phil Cullom表示，考慮到成本及海軍逆向工程後勤及供應鏈現存的漏洞，以及面臨的資源約束，先進制造與3D打印的應用越來越廣，他們設想了一個由技術嫻熟的水手支持的先進制造商的全球網絡，找出問題並制造產品。
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3D打印的限制因素
材料的限制：雖然高端工業印刷可以RP實現塑料、某些金屬或者陶瓷打印， 但無法實現打印的材料都是比較昂貴和稀缺的。另外，打印機也還沒有達到成熟的水平，無法支持日常生活中所接觸到的各種3D列印各樣的材料。研究者們在多材料打印上已經取得了一定的進展，但除非這些進展達到成熟並有效，否則材料依然會是3D打印的一大障礙。
機器的限制：3D打印技術在重建物體的幾何形狀和機能上已經獲得了一定的水平，幾乎任何靜態的形狀都可以被打印出來，但是那些運動的物體和它們的清晰度就難 以實現了。這個困難對於制造商來說也許是可以解決的，但是3D打印技術想要進入普通家庭，每個人都能隨意打印想要的東西，那麼機器的限制就必須得到解決才行。
知識產權的憂慮：在過去的幾十年裡，音樂、電影和電視產業中對知識產權的關注變得越來越多。3D打印技術也會涉及到這一問題，因為現實中的很多東西都會得到更 加廣泛的傳播。人們可以隨意復制任何東西，並且數打樣量不限。如何制定3D打印的法律法規用來保護知識產權，也是我樣品們面臨的問題之一，否則就會出現泛濫的現像。
道德的挑戰：道德是底線。什麼樣的東西會違反道德規律是很難界定的，如果有人打印出生物器官和活體組織，在不久的將來會遇到極大的道德挑戰。
花費的承擔：3D打印技術需要承擔的花費是高昂的。第一台3D打印機的售價為1萬5。如果想要普及到大逆向工程眾，降價是必須的，但又會與成本形成衝突。每一種新技術誕生初期都會面臨著這些類似的障礙，但相信找到合理的解決方案3D打印技術的發展將會更加迅速，就如同任何渲染軟件一樣，不斷地更新才能達到最終的完善。
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2015年8月23日星期日
3D打印的打印過程
三維打印的設計過程是：先通過計算逆向工程機建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區”成逐層的截面，即切片，從而指導打印機逐層打印。設計軟件和打印機之間協作的標准文件格式是STL文件格式。一個STL文件使用三角面來近似模擬物體的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY是一種通過掃描產生的三維文件的掃描RP器，其生成的VRML或者WRL文件經常被用作全彩打印的輸入文件。
打印機通過讀取文件中的橫截面信息，用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來，再將各層截面以各種方式粘合起來從而制造出一個實體。這種技術的特3D列印點在於其幾乎可以造出任何形狀的物品。打印機打出的截面的厚度（即Z方向）以及平面方向即X-Y方向的分辨率是以dpi（像素每英寸）或者微米來計算的。一般的厚度為100微米，即0。1毫米，也有部分打印機如ObjetConnex 系列還有三維 Systems' ProJet 系列可以打印出16微米薄的一層。而平面方向則可以打印出跟激光打印機相近的分辨率。打印出來的“墨水滴”的直徑通常為50到100個微米。 用傳統方法制造出一個模型通常需要數小時到數天，根據模型的尺寸以及復雜程度而定。而用三維打印的技術則可以將時間縮短為數個小時，當然其是由打印機的性能以及模型的尺寸和復雜程度而定的。
傳統的制造技術如注塑法可以以較低的成本大量制造聚合物產品，而三維打印技術則可以以更快，更有彈性以及更低成本的辦法生產數量相對較少的產品。一個桌面尺寸的三維打印機就可以滿足設計者或概念開發小組制造模型的需要。
三維打印機的分辨率對大多數應用來說已經足夠（在彎曲的表面可能會比較粗糙，像圖像上的鋸齒一樣），要獲得更高分辨率的物品可以通過如打樣下方法：先用當前的三維打印機打出稍大一點的物體，再稍微經過表面打磨即可得到表面光滑的“高分樣品辨率”物品。有些技術可以同時使用多種材料進行打印。有些技術在打印的過程中還會用到支撐物，比如在打印出一些有倒掛狀的物體時就需要用到一些易於除去的東西（如可溶的東西）作為支撐物。
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3D打印原理技術
日常生活中使用的普通打印機可以打印電腦設計的平面物品，樣品而所謂的3D打印機與普通打印機工作原RP理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印機的打印材料是墨水和紙張，而3D打印機內裝有金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是實實在在的原材料，打印機與電腦連接後，通過電腦控制可以把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計算機上的藍圖變成3D列印實物。
通俗地說，3D打印機是可以“打印”出真實的3D物體的一種設備，比如打印一個機打樣器人、打印玩具車，打印各種模型，甚至是食物等等。之所以通俗地稱其為“打印機”是參照了普通打印機的技術原理，因為分層加工的過程與噴墨打印十分相似。這項打印技術稱為3D立體打印技術。
3D打印存在著許多不同的技術。它們的不同之處在於以可用的材料的方式，並以不同層構建創建部件。[6] 3D打印常用材料逆向工程有尼龍玻纖、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材料、鈦合金、不鏽鋼、鍍銀、鍍金、橡膠類材料。
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3D打印
3D打印，即快速成型技術的一種，它是一種以打樣數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。
3D打印通常是采用數字技術材料打印機來實現的。常在模具制造、工業設計等領域被用於制造模型，後逐漸用於一些產品的直接制造，已經有使用這種技術打印而成的零部件。該技術在珠寶、鞋類、工業設計、建築、工程和施工（AEC）、汽車，航空航天、牙科RP和醫療產業、教育、地理信息系統3D列印、土木工程樣品、槍支以及其他領域都有所應用。
3D打印技術出現在20世紀90年代中期，實際上是利用光固化和紙層疊等技術的最新快速成型裝置。它與普通打印工作原理基本相同，打印機內裝有液體或粉末等“打印材料”，與電腦連接後，通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計算機上的藍圖變成逆向工程實物。這打印技術稱為3D立體打印技術。
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線路板數控銑床的銑技術
線路板數控銑床的銑技術包括選擇走刀方向、補償方法、3D列印定位方法、框架的結構、下刀點。都是保證銑加工精度的重要方面。
當銑刀切入板材時，有一個被切削面總是迎著銑刀的切削刃，而另一面總是逆著銑刀的切削刃。前者，被加工面光潔，尺寸精度高。主軸總是順時針方向轉動。所以不論是主軸固定工作台運動或是工作台固定主軸運動的數控銑床，在銑印制板的外部輪廓時，要采用逆時針方向走刀。這就是通常所說的逆銑。而在線路板內部銑框或槽時采用順銑方式。銑板補償是在銑板時機床自動安照設定值讓銑刀自動以銑切線路的中心偏移所設定的銑刀直徑的一半，即半徑距離，使銑RP切的外形與程序設定保持一致。同時如機床有補償的功能必需注意補償的方向和使用程序的命令，如使用補償命令錯誤會使線路板的外形多或少了相當於銑刀直徑的長度和寬度的尺寸。
定位方法可分為兩種；一是內定位，二是外定位。定位對於工藝制定人員也十分重要，一般在線路板前期制作時就應確定定位的方案。內定位是通用的方法。所謂內定位是選擇印制板內的安裝孔，插撥孔或其它非金屬化孔作為定位孔。孔的相對位置力求在對角線上並盡可能挑選大直徑的孔。不能使用金屬化孔。因為孔內鍍層厚度的差異會影響你所選定位孔的一致性，同時在取板時很容易造成孔內和孔表面邊緣的鍍層損壞，在保證印制板定位的條件下，銷釘數量愈少愈好。一般小的板使用2枚銷釘，大板使用3枚銷釘，其優點是定位准確，板外形變形小精確度高外形好，銑切速度快。其缺點板內各種孔徑種類多需備齊各種直徑的銷釘，如板內沒有可用的定位孔，在先期制作時需要與客戶商討在板內加定位孔較，較為煩瑣。同時每一種板的銑板模打樣板不同管理較為麻煩，費用較高。
外定位是另一種定位方法，是采用在板子外部加定位孔作為銑板的定位孔。其優樣品點是便於管理，如果先期制作規範好的話，銑板模板一般在十五種左右。由於使用外定位所以不能一次將板銑切下來，否則線路板十分容易損壞，特別是拼板，因銑刀和吸塵裝置會將板子帶出造成線路板損壞和銑刀折斷。而采用分段銑切留結合點的方法，先銑板當銑板完了以後程序暫停然後將板用膠帶固定，執行程序的第二段，使用3mm至4mm的鑽頭將結合點鑽掉。其優點是模板少費用小易於管理，可銑切所有板內無安裝孔和定位孔的逆向工程線路板，小工藝人員管理方便，特別是CAM等先期制作人員的制作可簡單化，同時可優化基材的利用率。缺點是由於使用鑽頭，線路板外形留有至少2-3個凸起點不美觀，可能不符合客戶要求，銑切時間長，工人勞動強度稍大。
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數字化3D打印在醫療上的應用
數字化3D打印是將傳統醫療手RP段與數字化設計、3D打印、信息計算、生物工程、新材料等技術有機結合而形成的新興高科技產業，是民生息息相關，是改變人們生活、就醫習慣、革新醫療衛生傳統商業模式的重大產業領域。隨著技術的進步，3D打印在醫療領域的3D列印應用越來越廣。3D打印在醫療上的應用從簡單到復雜，目前主要應用在以下幾個方面：
1。3D打印模型目前，通常醫生在手術前會根據病人的超聲、CT、核磁共等片子來了解手術部位的結構，面對這些零散的平面數據，要求醫生有足夠豐富的經驗和想像把平面的數據立體化，以便於醫生在做手術的時候更加容易找到病狀的部位。現在有了3D打印技術，就可以根據這些平面數打樣據進行三維重建，在手術前，把病人需要手術的部位事先打印出一個立體三維模型，醫生在手術前就能直觀的看到手術部位的機構，尤其針對一些復雜部位的手術，避免手術風險，應用3D打印技術就好大大提高手術的成功率。
2。3D打印模板手術模型是醫生在手術中輔助手術的重要工具，尤其是異性或個性化的模板，可極大提高醫生進行復雜手術的成功率。比如，醫生在進行穿刺手術時，需要在病灶部位將針穿入體內，如何保證穿刺孔的位置、方向和深度？這往往需要依靠醫生的經驗完成。如果事先根據病灶設計並打印的導板孔貼在病灶處，穿刺針頭沿著導板孔，很容易保證穿刺的位置、方向和深度。
此外，為了保證手續順利進行，在手術過程中病人是不能動的，目前，醫生唯一的辦法就是借助麻醉劑的用量就非常關鍵了，麻醉劑如果過量的話很危險，這樣的醫療事故屢見報端。但如果在醫生手術的過程中也有一個像機械加工那樣的夾具的話，手術的部位也不同，如果要針對每一個病人來做一個夾具就太困難了，但是有了3D打印，這個問題也能迎刃而解。
再如種植牙齒，目前種植一顆牙齒需要一兩萬塊，種植體本身就像一個螺絲一樣，怎麼樣才能把假牙精確地種植在牙床上，在沒有用導板之前就完全靠醫生的經驗，所以有的醫生高明收費也相對要高，這就是為什麼種植一顆小小的牙需要花費那麼高的原因，一顆假牙的重復就二三十克，價錢比黃金還要貴，實際上它的材料就是原始的不鏽鋼、鈷鉻合金或鈦合金等。但如果有了導板的化，種植牙的難度就會大大降低了，普通醫生也能做到，這樣就能降低假牙種植的花費。
3、3D打印植入體
在不久的將來，3D打印在醫療當中另外一項應用將會普及，即植入到體內的植入物。由於國內對人體植入物的要求比較高，國際藥品管理設置了一定的門檻，植入體需要三類醫療許可證，方可應用。而3D打印植入物是針對個人來定制的，沒有了固定的規格和標准，因此，這個許可證頒發起來就比較困難。目前這個應用僅僅在於臨床實驗階段，在這方面已經有了很多成功的案例。由於還是沒有一個3D打印的產品獲得醫療許可證，這項技術的大規模推廣還有困難。
4。組織工程
組織工程是生物醫樣品療3D打印的一個前沿方向。目前，器官移植的供體逆向工程嚴重缺乏，供體的來源主要依靠捐贈，每年需要的器官移植幾十萬例，而真正捐贈的卻很少，如果3D打印組織器官在器官組織工程中得到進一步的發展，制造出真正可用的器官，就能解決這一難題。
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2015年8月13日星期四
鋼琴
鋼琴（意大利語：pianofor鋼琴收購te）是西洋古典音樂中的一種鍵盤樂器，由88個琴鍵（52個白鍵，36個黑鍵）和金屬弦音板組成。意大利人克利斯托弗利（Bartolomeo Cristofori，1655-1731）在1709年發明了鋼琴。
鋼琴音域範圍從A2（27。5Hz）至 c5（4186Hz），幾乎囊括了樂音體系中的全部樂音。鋼琴普遍用於獨奏、重奏、伴奏等演出，作曲和排練音樂十分方便。演奏者通過按下鍵盤上的琴鍵，牽動鋼琴裡面包著絨氈的小木槌，繼而敲擊鋼絲弦發出聲鋼琴買賣音。鋼琴需定時的護理，來保證它的音色不變。
鋼琴是一種鍵盤樂器，用鍵拉動琴槌以敲打琴弦。從十八世紀末以來，在歐洲及美國，鋼琴一直是最主要的家庭鍵盤樂器。鋼琴發源於歐洲，十八世紀初，意大利人克裡斯多佛利（Bartolommeo Cristofori）發明的一種類似現代鋼琴的鍵盤式樂器。至今已有三百多年的歷史。
從鍵盤樂器發展的歷史來說，現代鋼琴是由鋼琴的前身——以撥弦中古鋼琴發音的大鍵琴與以撞弦發音的小鍵琴演進而成的。從十六世紀末開始，大鍵琴和古鋼琴這兩種鍵盤樂器逐漸盛行起來，直到十八世紀末，才被鋼琴取而代之。
鋼琴首次出現於1709年，在當時是一種既復雜又昂貴的樂器，只有皇室和貴族才有機會接觸到。一開始，Johann Sebastian Bach（約翰•塞巴斯蒂安•巴赫）等一些非常有聲望的音樂家們並不欣賞鋼琴的音色。但僅僅過了半個世鋼琴搬運紀，鋼琴就變得越來越受歡迎。當Mozart（莫扎特）、Brahms（布拉姆斯）和liszt（李斯特）這些極具創造力的音樂家投入鋼琴的懷抱之後，鋼琴調音熱情便瞬時被引爆。在當時那個年代，這些新銳鋼琴家就如同“搖滾巨星”一般，他們所帶來的巨大影響力可謂給音樂創作錦上添花，為鋼琴的發展注入了強大的力量。皇室和貴族紛紛把鋼琴這一樂器納入他們的樂隊中，民眾可以圍坐在鋼琴四周，聆聽最新創作的優美旋律。工業時代的興起衍生出一個新的社會階層——中產階級，鋼琴在這一群體中大為流行。其中三角鋼琴是社會地位的像征，通常用在管弦樂團裡，而立式鋼琴則更受家庭的歡迎。
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鋼琴的分類（3）
自動鋼琴最初形式（出現在19世紀鋼琴調音末）是在普通鋼琴前加用一部可移動的“演奏器”（player），鋼琴買賣外形極似一架小型足踏簧風琴，有一排65-88個“木手指”置於普通鋼琴鍵盤上方。演奏器用打孔紙卷（打孔位置與鋼琴譜相符）操縱；用足踏風箱鼓風，風通過紙卷緩緩轉動的紙卷上的孔位，驅動機械連動相應的“木手指”擊琴鍵奏出音樂。此後又有設中古鋼琴計將外鋼琴搬運附的演奏器直接裝置於鋼琴內部，並可控制速度、力度、踏板等。
自動鋼琴在20世紀20年代的歐洲曾廣為流行於家庭娛樂，有過兩年內生產50萬台的紀錄；至30年代由於無線電及唱機的興起，才漸被淘汰。但因為紙卷打孔在數量上不受人手十指的局限，鋼琴上的音數和音域都可盡量發揮運用，故自動鋼琴仍受現代作曲家的青睞。拉赫瑪尼諾夫、德彪西、馬勒、格什溫、施特勞斯都曾為這一樂器寫作樂曲，制成紙帶，供演奏使用。
現代自動鋼琴（出現在本世紀80年代） 隨著電子技術的飛速發展，用集成電路和CPU控制鋼琴自動演奏裝置成為可能。用此基本鋼琴收購原理投入鋼琴自動演奏器的世界知名企業有美國的PIANODISC、日本的YAMAHA以及美國的QRS。其原理是利用計算機MIDI信號原理，把鋼琴鍵盤的速度和力度信號以及記譜法轉換成特定讓自動鋼琴CPU能識別的信號，驅動40V電力信號，讓安裝在鍵盤底端的動力部分推動鋼琴的榔頭發出聲音。隨著采樣率的進一步提高，鋼琴演奏的表現力大大豐富。在推動自動鋼琴中國本土化的進程中，上海泛音鋼琴技術中心、北京樂器研究所等企業，為自動鋼琴的本土研發、技術引進做出了努力。
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鋼琴的分類（2）
現代鋼琴：現代鋼琴從外形上主要分成立式鋼鋼琴搬運琴和三角鋼琴。三角鋼琴是鋼琴最原始的形態，一般都用於音樂會的演奏，是一件笨重的龐然大物。為了解決占地的問題鋼琴買賣，立式鋼琴被發明出來。立式鋼琴采用了一種琴弦交錯安裝的設計方案，有效地解決了空間上的要求和音色音量的平衡問題。只要家中有一小塊空間，都能安放一台立式鋼琴。無論是三角鋼琴還是立式鋼琴，其基本結構都是一樣的。由：弦列、音板、支架、鍵盤系統（包括 黑白琴鍵和擊弦音棰，共88個琴鍵）、踏板機械（包括頂杆 和踏板）和外殼共六大部分組成。鋼琴的音域寬廣，現代鋼琴一般為88鍵，可達7個多八度，音量宏大，音色變化豐富，可以表達各種不同的音樂情緒，或剛或柔，或急或緩 均可恰到好處；高音清脆，中音豐滿，低音雄厚，可以模仿整個交響樂隊的效果，因此有“樂器之王”的稱號。
Slide soft system技中古鋼琴術簡稱3S技術，是立式鋼琴中最好的革新，由日本東洋鋼琴制造株式會社發明，至今為止，普通立式鋼琴是通過改變擊弦距離，輕打琴弦來減弱琴音。但使用3S技術的鋼琴采用與三角鋼琴同樣的工作原理，減少被打弦的數量來達到弱音效果。3S技術可使有效打弦速度達到普通鋼琴的1。5倍。能夠以不次於三角琴的打弦速度演奏。而且在使用弱音踏板演奏時，絲毫不會影響連擊的速度。安裝有3S技術的立式鋼琴即使踩上弱音踏板，觸鍵的手感也鋼琴調音不會發生變化。普通的立式鋼琴在弱音演奏時不可避免出現手感差的情況，但3S系列鋼琴克服了這個難題，它通過打3根弦中的2根，2根弦中的一根，一根弦的用弦槌的一端來擊打的方法來達到弱音的效果。使其不但可以減小音量，而且可以自由的改變音色，讓您享受不次於三角鋼琴的演奏效果。全球立式鋼琴中只有日本東洋鋼琴制造株式會社出品的APOLLO（阿波羅）鋼琴擁有3S技術。
十八世紀時鋼琴上的張弦是用木框，而琴弦則以銅絲為主，配用鐵絲。隨著工業的發展，冶煉技術不斷提高。一八二五年鋼琴弦架開始改用鑄鐵架（又稱“鋼板”）；又於一八三四年開始裝用鋼弦； 鋼琴除了鋼弦之外20%是鑄鐵支架 之所以叫鋼琴是因為鴉片戰爭後西方國家看到中國的市場，一些歐洲商行引入中國大批鋼琴。他們宣傳鋼琴裡面的材料是鋼制成的，所以很重。當時是一個新生事物比較時髦，此後國人便開鋼琴收購始習慣稱為“鋼琴”了。
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鋼琴的分類（1）
早期鋼琴：1711年，意大利作家Scipion中古鋼琴e Maffei寫了一篇文章介紹這件新的樂器，包括不太准確的機構圖解。這篇文章在西歐廣泛傳播，很多工匠都據此制作鋼琴。1726年，德鋼琴買賣國人管風琴制作師希爾伯曼（Gottfried Silbermann，1683-1753）根據這篇文鋼琴搬運章也制造了一台鋼琴，並加入類似現代鋼琴延音踏板的手動音栓，可以揚起琴弦上制音器。1730年代，希爾伯曼曾把他制造的鋼琴介紹給巴赫，不過巴赫當時並不喜歡它，抱怨高音太弱，動態範圍不廣。之後希爾伯曼又進行了改進，1747年巴赫訪問柏林，試奏並稱贊了希爾伯曼的鋼琴。希爾伯曼有很多學生，他們對早期鋼琴發展有重大的貢獻，其中重要的12位，稱為“十二門徒”。部分人移居英國，在德語國家和英國逐漸形成了兩種不同的制造流派。
維也納式擊弦機：十八世紀後期，鋼琴的制造越來越多。希爾伯曼的學生斯泰因（Johann Andreas Stein，1728-1792）在德國奧格斯堡開始了鋼琴的制作。斯泰因鋼琴有一個後向的擊槌，比起現代鋼琴，對觸鍵力度非鋼琴調音常敏感。莫扎特於1777年訪問奧格斯堡，並且試奏了斯泰因的鋼琴（當時斯泰因鋼琴取消了克利斯托弗利鋼琴的擒縱機構（e鋼琴收購scapement）），後來在寫給父親的信裡，莫扎特稱贊斯泰因鋼琴的音質均衡，制造工藝精湛，但是也指出缺少擒縱機構。斯泰因之後進行了改進，發明了Prellmechanik擊弦機，加入了擒縱機構，完善了延音踏板。斯泰因的女兒Nannette Streicher和女婿Johann Andreas Streicher在維也納繼續鋼琴制造的生意，他們是貝多芬的朋友，貝多芬擁有一台Streicher鋼琴。同一時期在維也納還有其他鋼琴制造師，包括Anton Walter，他制造的鋼琴的音量Streicher鋼琴大一些。Walter是莫扎特的朋友，莫扎特在1781時購買了一台Walter鋼琴。還有Conrad Graf（1782-1851），他制造了貝多芬最後使用的鋼琴，同時開設了維也納第一個批量制造鋼琴的企業。這些在德語國家發展的鋼琴稱為維也納式擊弦機鋼琴，除了三角式，維也納式擊弦機鋼琴還有方形鋼琴（square piano）。維也納式擊弦機鋼琴使用木質框架，每個音有兩根琴弦，擊槌外有皮革包裹，琴鍵的白鍵和黑鍵的顏色和現代鋼琴相反，聲音比現代鋼琴要弱，對比清晰，混響時間短一些。
英式擊弦：從1760年代開始，由於德國的七年戰爭，希爾伯曼的很多學生移居英國，其中楚姆佩（Johann ChristophZumpe）開始在羽管鍵琴制作家Burkat Shudi的工場制造便宜的方形鋼琴。這種方形鋼琴雖然沒有擒縱機構，技術上相對落後，但是卻非常流行，在鋼琴取代羽管鍵琴的過程中起了重要的作用。1768年J。C。巴赫用這種方形鋼琴作鋼琴史上的第一次公開演奏。
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鋼琴的保養（2）
鋼琴的擊弦機系統等部件使用了許多全羊毛氈材鋼琴買賣料，為了防止蛀蟲中古鋼琴蛀壞呢氈，老鼠鑽進琴內咬壞機件或在琴裡做窩，必須在鋼琴裡放上樟腦丸之類的殺蟲劑。將樟腦丸等殺蟲劑裝在小布袋裡，分別掛在擊弦機兩邊的鐵架柱頭上以及琴鍵與鍵盤底板之間，並定期更換。如果長期不使用，則應在琴內放足殺蟲劑和干燥劑，將踏板孔堵上，並套上琴套，把鋼琴放在通風條件、溫濕度較為正常的地方保管。
如果鋼琴弦軸釘和琴弦生了鏽斑，有的人會往弦軸何和琴弦上塗抹凡士林或機油，如果油類從弦軸釘滲進弦軸孔內，就會給鋼琴調音帶來麻煩，嚴重的根本無法調音。琴弦上的油漬粘到了制音器鋼琴搬運音頭上、小槌頭上，不但會影響毛氈的顏色，而且制音效果和音色也將變壞。弦軸和弦上的油漬時間一長會粘上灰塵，這樣既不美觀，防鏽的能力反而更差。如果遇到這種情況。弦軸部位的鏽斑清理可用干布蘸上少許汽油和機油擦拭一遍，再用鋼琴調音干布擦盡油漬。琴弦部分的輕微鏽斑可用酒精調鉛粉，以氈呢蘸上用勁擦拭，直到鏽跡消失。
彈奏時，不能用手猛烈敲擊琴鍵或用腳猛踩踏腳板，以免造成擊弦機械損傷和踏腳彈簧斷裂、不要用銳器刻畫琴鍵和漆膜表面。在開閉琴蓋時動作不要過猛，應首先合上書架，以免開閉琴益時，琴鍵受損。鋼琴使用完畢應將琴蓋等全部關閉鋼琴收購，並罩好琴套，防止灰塵的入侵。
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2015年8月11日星期二
3D打印技術助力生物醫學快速發展（一）
3D打印，即快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。近年來，3D打印技術在生物醫學領域的應用越來越廣泛，本文中盤點了3D打印技術在生物技術發展、臨床應用及市場開發上的研究現狀。
3D打印完整的人體器官是科學家一直以來的目標。近日，德國科學家朝這一目標前進了一大步，他們研制出了可3D打印人體組織的“墨水”。德國弗勞恩霍夫界面工程和生物技術研究所日前發表公報稱，他們對明膠進行化學處理後，使其成為適用於打印人體組織的“墨水”。明逆向工程膠是從膠原質中提取的一種水溶性蛋白質，它是構成人體組織的主要成分。由明膠制成的生物“墨水”在打印過程中可以保持液態，而非膠狀。在紫外線照射後，這種生物“墨水”的分子會交叉融合，形成一種水凝膠。這種水凝膠聚合體含有大量的水分，與真正的人體組織一樣。當溫度升高至37攝氏度時，它可以在水相環境中保持穩定。
布萊漢姆女子的科學家開發出一種新型顯微機器人技RP術，該技術能夠組裝符合材料，是3D打印和組織工程的基礎。相關報道發表在近期的Nature Communications雜志上。組織工程和3D打印無疑在未來醫學中具有舉足輕重的作用。由於缺少足夠的器官供體，許多病人都不能恢復健康。用病人自身的細胞進行組織培養產生新器官不僅能夠緩解器官供體的問題，還能解決排斥3D列印反應問題。該新技術采用顯微控制技術，能夠在單細胞水平精確控制分隔細胞的水凝膠結構。該顯微機器人由磁場控制，精確度高。這對組織工程有重要意義，因為人類組織結構非常復雜，組織不同層面，不同位置打樣的細胞類型都有可能是有差異的。Tasoglu博士稱，該新技術較以往技術的優勢在於，能夠精確控制，達到組織工程需要的精度。
對3D打印最重要的期望之一是，我們終有一天能夠打印所需的器官。要一個新肝髒嗎?這就來，按下按鈕就可以了。我們期望的未來並不遙遠，來自澳大利亞臥龍崗大學(UniversityofWollongong)的科學家已經研制出了生物筆(BioPen)，它可以讓外科醫生在人體上3D打印出幾乎全新的骨骼。生物筆使用所謂的“干細胞墨水”，一種可以樣品形成新骨骼的人類細胞。所需的另一種物質是一種聚合物，它可以隔離受到手術的區域，以便干細胞不受打擾的工作。你可以想像這是多麼的行之有效：如果有人在事故中失去了部分骨頭，這種像筆一樣的工具可以直接對受傷區域進行修補。
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數控機械展 新增3D列印區
3D列印正夯，預定明年5月上旬登場的2014年台北國際數控機械暨制造技術展」順應潮流新增3D列印產品專區，預計吸引超過1。5萬名國外買主及國內業者到訪。
由中華民國對外貿易發展協會及台灣區機械工業同業公會共同舉辦的「201RP4年台北國際數控機械暨制造技術展(MT3D列印duo 2014)」將於2014年5月8日至11日在南港展覽館展出。
同時，台北國際木工機械暨材料展及台灣家具制造技術展也同期展出，在買主加乘效應下，參展廠商可開拓全新市場及客源。
外貿協會表示，MTduo 2014展覽預打樣計征集300家廠商，使用1000個攤位，除展示最新型自動化工具機及智慧型機器人產品外，也彙集最夯的3D列印產品國內外大廠，展出最新機種與未來應用趨勢。
外貿協會指出，新增的3D列印產品專區，除力邀國內知名業者馬路科技、實威國際參展，展出代理的美國知名大廠3D-system產品及提供3D列印解決方案外，也展出台灣最新3D列印研發產品，包括從專業級到個人級的產品。
此外，為提高參展效益，外貿協會除邀請重量級國際買主來台觀展外，並安排一對一采購洽談會、舉辦逆向工程新產品發表會與創新技術應用研樣品討會，讓業者一窺產業未來發展趨勢與市場潮流。
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中國３Ｄ列印市場處於產業化起步階段
隨著３Ｄ印表機日前在商城、打樣亞馬遜等電子商務平台上架銷售，３ＤRP列印引發業內外各界討論。亞洲制造業協會首3D列印席執行官、世界３Ｄ列印技術產業聯盟秘書長羅軍指出，２０１２年是中國的３Ｄ列印科普年，隨著３Ｄ列印概念的普及，３Ｄ印表機會引起更廣泛的關注和推廣。
３Ｄ列印上世紀８０年代誕生於美國，學名是“增材制造”，是將設計好的物體轉化為三維設計圖，采用分層加工、疊加成型的方式逐層增加材料來列印真實物體。其工作原理與傳統列印原理類似樣品，只不過３Ｄ印表機不用紙與墨，而是用塑膠、金屬、陶瓷、沙子等材料做成粉狀後充當“墨水”進行列印。
“市面上（包括網路上）銷售的只是桌面級３Ｄ印表機，這是３Ｄ列印技術裡面最簡單、科技含量最低，而且是未來最有可能在大眾中得到普及的３Ｄ印表機。”羅軍表示，桌面級３Ｄ印表機主要是滿足設計、創意類行業的需求，目前，價位大都在１萬元人民幣左右，多以國產為主。
據了解，中國市場上的３Ｄ印表機主要分為三大類，分別是桌面級、工業級和生物醫學級。“中國３Ｄ列印技術起步於９０年逆向工程代初期。目前，還處於產業化的起步階段，基本與國際同步。”羅軍說，中國３Ｄ印表機總體上與國際的差距並不大，但是由於工業化起步較晚、工業基礎比較薄弱，中國在工業級３Ｄ印表機的穩定性、精密度、材料等領域與國外還有一些差距。“但是，中國在大型金屬結構件直接制造方面也有自己的優勢，中國率先突破了在大型復雜金屬結構件制造方面的障礙，走在世界的前列。”
去年１０月，中國３Ｄ列印產業聯盟成立，標志著３Ｄ列印產業的資源整合已經步入新階段，不再是以往“小而散”的狀況。
羅軍預測，中國的３Ｄ列印市場將在三年內從目前的約１０億元人民幣增長到１００億元。
全球３Ｄ列印產業的權威研究機構美國沃勒斯發布的全球３Ｄ列印產業報告顯示，２０１２年全球３Ｄ列印設備和服務整體市場為２２億美元，其中，美國約佔６０％，德國、日本、中國等各約佔１０％。
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數字打樣
不同於上述兩種方法，既不需要中3D列印介的分色網點膠片，也不需要印版。將數字印前系統(計算機)中生成的數字彩色圖像(又稱數字頁面或數字膠片)直接轉換成彩色樣張，即從計算機直接出樣張。數字RP打樣分為軟打樣和硬打樣。
軟打樣是將數字頁面直接在彩色顯示器(如計算機顯示屏)上進行顯示，它能夠做到與計算機處理實時顯示，具有速度快、成本低的優點，但因為是加色法打樣顯色原理，而且材質和觀察條件也與實際印刷品相差較遠，如今出現利用液晶顯示屏的軟打樣，已有改進。硬打樣如同計算機彩色噴繪一樣，直接將數字頁面轉換成彩色硬拷貝(采用噴墨打印、染料升華、熱蠟轉移、彩色靜電照相等成像技樣品術)。由於計算機圖像處理和模擬、控制技術的進步，盡管紙張和呈色劑都與實際印刷不完全一樣，但數字硬打樣已經可以做到與實際印刷品效果非常接近，高質量的產品(如染料熱升華)可達到95%以上的完全一致。
數字打樣是20世紀90年代逆向工程初期才興起的打樣方法，但其快速、高效和直接數字轉換的特點與印刷技術數字化和網絡化的發展完全吻合，21世紀初已成為主要的打樣方法之一。
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