在布朗克斯的一个小地下室里，最引人注目的不是架子上摆放的蓝色变形头骨模型。相反，雷曼学院3D虚拟和实体可视化实验室的焦点是一台大型灰色打印机。
这不是点阵式的庞然大物。它是一台精密的3D打印机，它铺设液态蓝色塑料层，以创建“猴子”头骨（实际上是灵长类动物化石头骨）的3D模型。通过这种方法，该实验室的创始人、古人类学家埃里克·德尔森，可以创建详细的化石发现复制品，以及更大的模型以供更仔细的研究。这些模型充当教学工具，使学生能够检查那些过于稀有和脆弱而无法直接接触的化石复制品。作为研究辅助，3D打印简化了化石重建，甚至允许德尔森模拟那些从未形成化石的灵长类祖先的头骨。
其他领域的设计师使用这项技术打印原型，以决定将发送到生产中的最佳模式。其他研究人员已经打印出了可工作的晶体管和太阳能电池。甚至用于人类的打印器官也可能很快成为现实。
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3D打印技术发展迅速。德尔森说，仅在10年前，在昂贵的3D打印机上打印的产品“看起来很糟糕”，因为垂直层太厚且间隔太远，产生了起泡的表面。但是五年后，结果得到了如此大的改善，以至于德尔森能够以15万美元的价格购买他的Objet Eden260。如今，较小的打印机现在的价格为数万美元，而像MakerBot Thing-O-Matic这样的家用打印机的价格则不到1,300美元。
在雷曼可视化实验室中，1.2米高的打印机上的一个窗口显示了一个打印头，它像美杜莎的头一样布满电线，旁边是一个中央黑色托盘。托盘的数字表示填充了连接到打印机的两个计算机屏幕之一。在控制台上，研究生克劳迪娅·阿斯托里诺加载下颌骨的数字图像；大约一分钟后，数字托盘上出现一个3D下颌骨。
阿斯托里诺可以在屏幕上将下颌骨滑动到不同的位置，旋转它，甚至将其缩小到指甲大小或将其放大到现代人类牙齿的大小。所有这些修改都可以对所有三个维度进行，也可以仅对一个维度进行。例如，一个头骨在大小、宽度和高度上都增加了一倍，但在深度上没有增加，从而产生了一个看起来像是全速撞到砖墙上的模型，将其脸部挤压到头后部。形状怪异的头骨装饰着变形头骨的架子，以及那些设置不正确或眼窝充满塑料的熔化的标本。
并且可以一次打印多个样本——屏幕上的下颌骨仅填充了托盘的一个角落，为其他样本留出了空间。只需单击鼠标，另一个下颌骨就可以加入其中，或者可能是完整的头骨模型。当阿斯托里诺启动打印作业时，她首先放置尽可能多的模型，确定适当的尺寸，并确定最佳方向，以使模型具有高分辨率，而不会花费太长时间进行打印。
由于3D打印方法，垂直方向将具有最高的分辨率——但打印时间也最长。当计算机触发机器时，打印头开始工作，在物理托盘上来回滑动并沉积液态蓝色塑料，以形成计算机屏幕上发光的任何3D形状的最底层。这一层只有大约20微米厚，大约是人头发宽度的五分之一，然后在紫外线的帮助下凝固，从而触发从液体到固体的转变。托盘下沉一小部分，逐渐降低到打印机主体中，然后打印头再次开始移动以沉积下一层。总而言之，这些层使垂直方向的分辨率达到每英寸1200点（dpi），这比其他方向的约300至600 dpi的分辨率要好。
尽管可以通过选择具有最大垂直度的位置来优化分辨率，但这会使打印花费更长的时间。打印机不仅必须等待每一层凝固，而且托盘必须在沉积每一层之前缓慢调整其垂直位置。例如，一个南方古猿头骨的真人大小的复制品可能需要两天才能完全打印。
另一个复杂之处在于打印机一层一层地铺设，从底部开始。它不能打印出完整的最终产品，而必须使用“支撑材料”来防止其部分塌陷。例如，如果想要打印一个倒置的杯子，打印头将首先铺设空心圆柱体的圆形侧面。当打印机要铺设作为杯子底部的层时，如果没有支撑材料，它们将落入圆柱体的中心，从而破坏模型。但是，如果打印机在杯子的空心中心填充黄色半透明的支撑塑料，那么底部将完好无损地打印出来。
根据创建的支撑材料的不同，打印完成后有不同的方法将其分离。一些公司生产可溶于水的支撑材料，但德尔森的实验室使用一种易碎的材料，可以通过喷水将其从建模塑料上敲掉。一个带透明前部的大型塑料盒中的水射流用于此目的。操作员打开盒子上的一个端口，以将打印好的模型放入其中，然后将他们的手穿过橡胶手套端口伸入盒子中，以将其拿起并抓住喷嘴。准备好，瞄准，喷射：当模型被转动以暴露每个表面时，支撑材料飞脱，在几分钟之内，剩下的只有蓝色塑料。为了使表面最终平滑和清洁，该模型在氢氧化钠浴中放置约15分钟。
其他3D打印机只是简单地铺设粉末层，然后添加材料以使颗粒粘在一起。有些甚至通过从标准打印纸上切割每一层来创建每一层。甚至金属也可以替代3D打印机中的墨水。随着打印成为制造越来越多物体的选择，该技术可能会变得更加普及——即使您不是猴子头骨模型的市场。
通过3D打印制作的化石模型的目的是什么？更多详细信息请参阅“3D打印技术取得进展：人类学家使用打印技术来建模化石”