[轉載] 深度揭秘神奇的3D打印機究竟要革誰的命 [9P]

alfredku · 發表於 2012-9-12 18:28:01

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深度揭秘神奇的3D打印機究竟要革誰的命

　　【PConline 資訊】最近一段時間，“3D打印”這個詞在媒體上出現的頻率極高，一會能打印房子，一會能打印自行車，甚至還可以打印出一把可以射出真子彈的步槍……聽到這裡，你可能以為筆者在說故事，描述科幻電影中的場景，但事實的確如此，不管你信不信。

　　3D打印的概念早在幾十年前就已提出。上世紀70年代，隨着3D輔助設計的興起，設計師能在電腦軟件中看到虛擬的三維物體，但要將這些物體用粘土、木頭或是金屬做成模型卻非常不易，可以用費時費力費錢來形容。3D打印的出現，使平面變成立體的過程一下簡單了很多，設計師的任何改動都可在幾個小時後或一夜之間重新打印出來，而不用花上幾週時間等着工廠把新模型製造出來，這樣一來可以大大降低製作成本。而隨着科技的不斷進步，更多的東西以成品的形式被打印出來，人們才發現原來還可以這麼玩。

　　《經濟學人》雜誌就曾經評價：“偉大發明所能帶來的影響，在當時那個年代都是難以預測的，1750年的蒸汽機如此，1450年的印刷術如此，1950年的晶體管也是如此。而今，我們仍然無法預測，3D打印將在漫長的時光裡如何改變這個世界。”

alfredku · 發表於 2012-9-12 18:29:40

　　3D打印機究竟為何物

　　記者在杭州一家專業從事3D打印的公司第一次見到3D打印機的真面目。機器的上半部分是個半透明的罩子，有一排控制按鈕，旁邊是一台電腦。掀起罩子，左邊立着四盒不同顏色的墨水，右邊的工作區擺放研磨得很細的石膏粉末。工作時，這些粉末會一層層地被液態連接體也就是特殊膠水粘合，按照不同的橫截面圖案固化，一層層疊加，感覺像是在做蛋糕那樣創建三維實體。

　　工作人員介紹，這只是一台小型的3D打印機，打印一個10 釐米高的物體，大約需要5小時。現有的3D打印技術能夠實現600dpi分辨率，每層厚度只有0.01毫米，想完美地展現頭髮絲還是很困難的，但是做小零件、模型綽綽有餘。技術的發展和粉末很有關係，材料越細，每一層就更薄，做出來的東西精度就越高。

alfredku · 發表於 2012-9-12 18:30:30

　　其實3D打印機原理很簡單，每一層的打印過程分為兩步，首先在需要成型的區域噴灑一層特殊膠水，膠水液滴本身很小，且不易擴散。然後是噴灑一層均勻的粉末，粉末遇到膠水會迅速固化黏結，而沒有膠水的區域仍保持鬆散狀態。這樣在一層膠水一層粉末的交替下，實體模型將會被打印成型。完成後，要處理掉物品周圍沾滿的粉末，這是可以循環利用的，再塗上增強硬度的膠水。

　　眼下3D打印機有兩種類型，一種是堆疊法，一種是燒結。原理基本都是多層分片打印，而堆疊和燒結只是成型技術的區別。堆疊只能成型塑料、矽之類的材質，對固化反應速度有要求，而燒結可以利用激光的高溫對金屬粉末進行處理加工出金屬材質的東西出來，實體可通過打磨、鑽孔、電鍍等方式進一步加工。所以3D打印機和普通打印機，最大的區別是“墨水”。

alfredku · 發表於 2012-9-12 18:32:04

　　3D打印為何能火

　　最新的三個有關3D打印的報導很嚇人，一個是打印房子，另一個打印飛機，三是打印手槍。其實在歐美，注重創造力的發達國家，3D打印技術已經成功商用，尤其是消費電子業、航空業和汽車製造業。它們不光可以離開傳統的大規模機床來製造小數量的部件，而且可以用不同方法來製造，比如單個製作噴氣式飛機上的空氣動力導管，而不再需要很多不同的元件來組裝它。

　　用發展的眼光來看，3D打印首先會影響的是模具行業。即便在國內製造行業不景氣的今天，模具行業仍然風景獨好，一方面是對技術要求高，另一方面是市場有需求，在產品大規模生產之前，必須要進行多次打樣和修改。3D打印機的出現，其實是消滅了模具反覆打造的流程，能直接從計算機圖形數據中生成任何形狀的零件，極大地縮短產品的研製週期，大幅減少成本投入，對於一些複雜而精細的造型，3D打印機表示毫無壓力。

alfredku · 發表於 2012-9-12 18:33:34

　　其次是會引發個性風潮。對一些小廠家來說，迫於模具製造的高成本，往往會採用公模來生產，雖然在功能上能滿足用戶的需求，但千篇一律的造型，很難迎合時下個性化的發展趨勢，所以賣不出高價，只能靠低價來吸引消費者。在機械化和流水線盛行的年代，人們對於手工的東西有特別的親切感，即便價格昂貴數倍，也不愁找不到買家，原因是手工製作不可能有相同的，而且品質有保證。3D打印機的出現，一方面滿足人們對個性化產品的追求欲，完全可以量身定製，另一方面在大大提高生產效率的同時，還能降低成本。

　　第三是激發了人的想像力。極客牙醫用它進行牙齒正畸和數字化種牙，減少風險和痛苦；外科醫生更厲害，直接打印骨頭，只不過把材料換成添加了矽和鋅磷酸鈣，用於臨床手術；汽車維修公司用它來打印稀缺的汽車零部件，原先要等全球物流下2個月才到的一個東西，1個小時搞定了；英國科學家還在3D打印機的基礎上成功改造，使用液態巧克力作為“油墨”，可以打印各種形狀的巧克力，幾乎所有人都相信，3D打印機會成為食品界殺手級工具。

alfredku · 發表於 2012-9-12 18:35:01

　　3D打印機並非天價

　　工業用的3D打印系統價格從1.5萬美元左右起，最貴的要100多萬美元。但是，普通的桌面3D打印機並不像大家想像的那麼昂貴，原因是它採用了開源硬件Arduino。

　　Arduino由5個國際工程師研發，剛開始是為了促進意大利艾維裡互動設計學院的發展，旨在幫助學生們實現把輸入的數據原型輸出。它括一個簡單易用的I/O電路板，以及一個基於Eclipse的軟件開發環境，可以用來開發可獨立運作、並具互動性的電子用品，也可以開發出與PC相連的周邊裝置，同時能在運作時與PC上的軟件進行溝通。因為Arduino讓生產3D產品又快又便宜，所以整個製造過程被大大簡化透明了。對整個3D打印產業來說，正是因為有了Arduino和其他尾隨的開源技術，才變的更普遍、更廉價，要知道它的重組成本接近為零。

alfredku · 發表於 2012-9-12 18:35:40

　　我們在採訪創業者金濤的過程中，也證實了廉價一說。從2010年底到現在，他已經賣出了150台桌面機，不僅包括代理的國外品牌，還有他們自己製造的機器。他在描述自己如何設計3D打印機的時候，提到“一個做結構設計的英國教授，在研發出3D打印機後，就把一些關鍵的技術在網站上公佈，供愛好者使用，我就是根據這些開源的信息研發出自己的產品的。”第一代產品售價是4000元，只有一個噴頭，只能打印一種材料；第二代產品正在內測中，安裝有兩個噴頭，價格也不會過萬。

alfredku · 發表於 2012-9-12 18:37:11

　　3D打印離我們生活還有多遠

　　3D打印機現在來看，在歐美國家已經形成了一種潮流和噱頭，多為極客和高端用戶服務。像紐約另一家利用3D技術生產消費品的公司Quirky擁有20萬的註冊用戶，他們在線蒐集用戶的創意，產品設計圖紙，用3D打印機以最快的速度成型，設計者常從一個創意就獲得不少的收入，有的用戶一年能賺幾萬美元。而美國加利福尼亞州的Legacy Effect公司，利用Objet 3D打印機為電影特效片段製造3D模型和原型，為演員量身定製可以完全適合演員的臉、頸部和頭部的道具，在電影《侏儸紀公園》、《阿凡達》、《鋼鐵俠》以及《復仇者聯盟》中都有應用。日本一家公司甚至推出了面向個人的“Baby復原服務”，只需提供嬰兒在母親肚子裡的X光照片，他們便可以復原成三維圖象後，打印出一個肚子裡的嬰兒模型作為紀念。

alfredku · 發表於 2012-9-12 18:38:11

　　國內目前3D打印還有待普及，一方面是應用於工業的高端型號投入較大，行業投資人比較慎重，處於觀望狀態，另一方面，應用普及也就是從最近才開始，用戶缺乏對3D打印有一個深入的認識，由於有些新聞在描述上運用了誇張的手法，大膽的預測，所以給人的感覺是電影中的情節。

　　業內人士介紹，和美國相比，中國缺少DIY和創意設計的習慣，所以3D打印機的最大優勢往往得不到發揮，要成為主流的生產製造技術還需要3-5年時間。此外，國外3D打印機售價過高，而且有些限製出口，國產3D打印機在精度、速度和打印的尺寸上還無法滿足商用的需求，在幾何圖形優化、描繪和材質貼圖、對切割和中空部件做打印準備、支持任意三維軟件生成的數據和對超大模型的自動分段等方面還需要進一步提升。不過，隨着熱度的提升，這塊藍海很快就會被發現，解決只是時間問題。

出處：pconline