什么是3D打印？
這是一種革命性的生產(chǎn)工藝，從玩具到珠寶，再到機(jī)器部件，都可以直接由數(shù)字模型打印成實(shí)體產(chǎn)品，所需的材料則包括塑料、金屬或陶瓷。這原本是科幻小說(shuō)中才有的場(chǎng)景，但近些年來(lái)卻獲得了迅猛發(fā)展。
如今的3D打印機(jī)體積越來(lái)越小，速度越來(lái)越快，價(jià)格越來(lái)越低。基礎(chǔ)的3D打印機(jī)只有微波爐那么大，售價(jià)不足1000美元。有了它，任何人都可以成為制造商。
《今夜秀》主持人杰伊·雷諾(Jay Leno)用一臺(tái)3萬(wàn)美元的3D打印機(jī)打印出了它的一輛老爺車的稀有零部件。“這就像我小時(shí)候在《杰森一家》(The Jetsons)中看到的場(chǎng)景：他們走到一臺(tái)機(jī)器面前，按一下按鈕，牛排就做好了。”雷諾說(shuō)，“只不過(guò)，我得到的不是牛排，而是老爺車的零部件。”
3D打印機(jī)的工作原理？
就像傳統(tǒng)的噴墨打印機(jī)在紙上逐行噴墨一樣，3D打印機(jī)是將材料逐層噴涂，緩慢塑形。要進(jìn)行3D打印，首先需要設(shè)計(jì)師使用電腦軟件制作出虛擬3D模型，之后再由另外一個(gè)程序?qū)⒛Ｐ退角衅⑾虼蛴C(jī)發(fā)出指令，逐層復(fù)制模型。
有些打印機(jī)使用電腦控制的加熱噴嘴在一個(gè)打印平臺(tái)上來(lái)回移動(dòng)，將材料融化后進(jìn)行打印。還有一些打印機(jī)使用激光或電子束將粉末狀的塑料或金屬融化成所需的形狀。每一層打印完畢后，打印平臺(tái)都會(huì)降低一些，然后添加新的一層，直到全部打印完成。
3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)？
這種技術(shù)可以簡(jiǎn)化普通人制作產(chǎn)品的流程，并降低制作成本。發(fā)明家只需幾個(gè)小時(shí)即可將他們的最新設(shè)計(jì)變成實(shí)物，然后經(jīng)過(guò)調(diào)整后再打印出來(lái)，而不必等待好幾周由工廠生產(chǎn)原型產(chǎn)品。
工業(yè)領(lǐng)域雖然也擁有注壓成型這樣的技術(shù)，但卻需要由工匠制作一個(gè)金屬鑄件，然后將加熱后的塑料倒入其中，因此，這種方法只有在大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)才能實(shí)現(xiàn)成本效率。而有了3D打印機(jī)，無(wú)論產(chǎn)量是1件還是100萬(wàn)件，平均成本都一樣。
“我要制作出獨(dú)一無(wú)二的手機(jī)套也不會(huì)產(chǎn)生太大成本。”德克薩斯大學(xué)工程師瑞恩·維克(Ryan Wicker)說(shuō)，“打印100件不同的產(chǎn)品的成本效率與打印100件相同的產(chǎn)品完全一樣。”
人們都在“打印”什么？
MyRobotNation.com允許用戶設(shè)計(jì)自己的玩具機(jī)器人，然后通過(guò)3D打印機(jī)生產(chǎn)出來(lái)，而在線零售商Shapeways.com則出售珠寶和玩具等各種3D打印產(chǎn)品。
但這項(xiàng)技術(shù)不只是為了制造新奇產(chǎn)品，丹麥公司W(wǎng)idex就可以為用戶打印出完美貼合其耳道的助聽器，而舊金山的Bespoke Innovations則在嘗試為用戶量身打印假肢。波音和歐洲宇航防務(wù)集團(tuán)(EADS)等飛機(jī)制造商開始整體打印飛機(jī)零部件，而不再將多種零部件進(jìn)行拼接。
波音工程師邁克爾·海耶斯(Michael Hayes)表示，由于不再需要使用傳統(tǒng)的螺絲來(lái)組合零部件，3D打印最多可以將零部件的重量降低30%，從而節(jié)約燃油成本。波音認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)最終有望打印出完整的機(jī)翼。“這正是飛機(jī)制造行業(yè)努力的方向。”海因斯說(shuō)。
3D打印還能做什么？
下一步可能是讓所有家庭都擁有3D打印機(jī)。“一旦實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，一切都將改變。”設(shè)計(jì)軟件制造商Autodesk CEO卡爾·巴斯(Carl Bass)說(shuō)，“在亞馬遜上看到自己喜歡的東西?原本要下單后等上24小時(shí)，聯(lián)邦快遞才能送貨上門。但今后，只需按一下打印機(jī)，幾分鐘就能打印出同樣的產(chǎn)品。”
不過(guò)，多數(shù)專家認(rèn)為，要真正實(shí)現(xiàn)《杰森一家》中的場(chǎng)景還有很長(zhǎng)的路要走。市面上的桌面3D打印機(jī)目前只能打印塑料材質(zhì)，限制了應(yīng)用范圍。即使你擁有功能齊全的高端打印機(jī)，也需要大量的打印材料。如果你的微波爐壞了，想打印一個(gè)替代品，“你的3D打印機(jī)擁有合適材料的概率有多大?”行業(yè)分析師特里·霍勒斯(Terry Wohlers)問(wèn)。
人們今后可能會(huì)如何使用3D打印機(jī)？
英國(guó)拉夫堡大學(xué)3D打印專家理查德·海格(Richard Hague)認(rèn)為，我們今后可能不會(huì)在家里使用業(yè)余打印機(jī)，而是有可能到擁有專業(yè)設(shè)備的3D打印中心打印產(chǎn)品，就像是前往專業(yè)沖印店沖洗照片一樣。
他認(rèn)為，一旦實(shí)現(xiàn)工業(yè)化規(guī)模，3D打印可以產(chǎn)生深遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)影響。企業(yè)再也用不著各種商品堆積如山的巨大倉(cāng)庫(kù)了，因?yàn)楫a(chǎn)品都可以按照用戶需求在本地打印出來(lái)。3D打印還可以將制造業(yè)從海外遷回美國(guó)。“海外制造已經(jīng)沒(méi)有任何優(yōu)勢(shì)可言，只會(huì)導(dǎo)致運(yùn)費(fèi)增加。”Bespoke Innovations聯(lián)合創(chuàng)始人斯科特·薩米特(Scott Summit)說(shuō)。
打印槍支存在隱患
有了3D打印機(jī)，你完全有可能自己在家中打印出一把槍。這是Defense Distributed的目標(biāo)之一，他們希望創(chuàng)造模型圖，方便任何人下載，然后打印出功能完備的軍火。雖然這一目標(biāo)尚未實(shí)現(xiàn)，但該項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人、德克薩斯大學(xué)法學(xué)院學(xué)生寇迪·威爾森(Cody Wilson)宣布，該公司已經(jīng)成功打印了一些塑料部件組裝成了AR-15半自動(dòng)步槍，并且射出了4顆子彈。這把槍隨后被拆毀。
美國(guó)眾議員史蒂夫·伊斯瑞爾(Steve Israel)正在催促美國(guó)國(guó)會(huì)更新《無(wú)法探測(cè)槍支法案》。該法案禁止生產(chǎn)無(wú)法用金屬探測(cè)器探測(cè)到的槍支，但這項(xiàng)法案將于2013年底過(guò)期。“該法案上次更新時(shí)，用3D打印機(jī)生產(chǎn)槍支就像是《星際迷航》中的故事。但現(xiàn)在，我們知道這是真的。”他說(shuō)。
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