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3D打印强悍的可颠覆传统制造业_1

  笨重的大家伙,体型沉重,张开一张很大的嘴巴,这好像是现在很多人对于3D打印机的外观印象和看法,笔者还记得小时候看的动漫,哆啦A梦,那只有着神奇魔法的猫,可以变出任何想要的东西,转回现实,现在这种梦想我们也可以成真了。

  1 传统制造业全面颠覆?3D打印果真如此强悍

  你只需要按下打印按钮,然后稍等一会儿,接下来他就会像哆啦A梦的魔法口袋一样制造出各种各样很新奇的玩意儿,同比例的人像、汽车模型、可以穿的运动鞋等等。这些就是我们当今的3D打印技术,一种无所不能的技术。

  曾经有一位行业内部的专家表示,在未来,3D打印技术将会取代整个制造业。这话听起来口气不小,就目前而言3D打印好像还没有达到这个程度,但是我们现在很多东西已经完全可以让3D打印机来完成了。

  英国工程学家阿德里安鲍耶曾经表示,在不远的将来,用户只需要自己下载或设计出来图纸,然后根据3D的建模,让打印设备能够清楚的了解目标物体,然后轻按打印按钮,剩下的工作就交给打印机来完成了。当然,我们不能人云亦云,但是3D打印果真有如此大的功能?本期就请大家跟随笔者,我们从不同角度和专家观点来看看3D打印在未来能够发展到怎样的程度。

  2 所有模型都靠打印机来完成?

  曾经有一位学习机械设计的工程师向大家展示了自己魔法般的能力,他依靠价值100多万元的一台3D打印机变出了雄伟的宫殿,十分逼真的佛像,不过在此之前,他还要绘出可供3D打印机识别的图纸。这种存储在电脑里的模型图,展示了被打印物体的精确数据。如果想要做出一个实际中存在的物体,只需要通过一个长得像电吹风机的扫描设备,就可以将其转换成电脑屏幕上的模型图。

  图纸成型以后,把图纸发送到3D打印机当中,我们就可以坐等打印成品新鲜出炉了,这一过程依托的是美国发明家恰克赫尔创立的光固化快速成型术,1986年,他提出可以通过逐层叠加薄层,利用紫外线固化后形成固体模型。

  一旦接到指令,大嘴巴模样的打印机就会立刻亮起光来,隔着透明罩的内部工作台上的UV灯放射出紫外线。与此同时,8个比绣花针针头还小的打印喷头来回移动,每个喷头上面有60个小孔,像打水枪一样向工作台上喷射着一层又一层的液态打印材料,先进的机器可以达到每层最薄的只有0.025毫米。

  说完了打印过程,我们再来说说3D打印耗材,就目前而言,现在的3D因技术大多数使用的都是树脂、尼龙、塑料或者石膏材料。但实验室也传出越来越多的成功案例,包括支持钛、不锈钢或沙土材料的打印技术。这么一来,打印飞机、汽车甚至是可以居住的房间,都不再遥远,并且据说现在打印房屋已经成为了现实。

  3 如此先进技术我们都能行吗?

  拥有3D打印专利的赫尔曾经专门拍了一部短片,这部短片详细介绍了3D打印技术的从无到有,从初期研发设计到最后成型,赫尔的打印机如同一个咖啡机,白色的激光针头像一支削尖了笔头的铅笔,对着装满蓝色液体的杯子来回移动,发出滋滋的声音,过不了一会儿,如同魔术一般,一个成型的立体小杯子从蓝色液体里面浮出水面。

  实际上现在除了主流的光固化快速成型技术,还有很多其他的3D打印技术也已经相当成熟了,比如像熔融积沉成型术、选择性激光烧结术,这些新技术目前主要是受到了高额成本问题的困扰,才导致此项打印技术目前只被应用在了某些小范围工业产品的设计应用上,但是未来的前景是十分明朗的。

  2004年,还在英国巴斯大学教书的阿德里安看到了3D打印这项研究。这位热心人士趁着课余时间写了篇文章,发表在巴斯大学的网站上,希望有人能够普及推广这项技术。

  在他的领导下,一项叫做Reprap的3D打印项目在2006年诞生。这个项目的含义就是实现自我复制打印,设计者希望通过自我复制打印,让世界上更多的人拥有3D打印的能力,只要一个人买了一台Reprap机器,它可以自我复制第二台、第三台甚至更多,送给这个人的朋友,最后大家都可以用得上3D打印机。

  现在,阿德里安的技术已经实现了相对低成本。相对于北京市计算中心购置的100多万元人民币大设备,他的设备只需要300美元,折合1892元人民币。尽管如此,他依然不满意,因为目前组装设备的技术只有专业人士才能做到,以后的技术应该像傻瓜相机一样,人人都会。的确,我们热切期待3D打印机变成傻瓜相机那样简单易用。

  4 曾经的3D打印技术成笑柄

  当今3D打印技术已经相对变得成熟了,但是当这项技术刚刚出现的时候,被很多人认为是天方夜谭不可思议,就算是打印出来也是毫无意义的。但是随着耗材和打印设备的不断革新,让所有人都大跌眼镜。

  现在的3D打印设备已然是花样翻新,只要用户有一张设计图纸,3D打印机就可以帮你把平面图纸变成立体的产品,小到玩偶,大到房屋,都已经成为了现实,颇为知名的3D建筑打印机整体身长6米,高6米,比传统的3D打印机都要大很多,跟其他3D打印机基本原理一样,它也是通过一层层累积打印材料,把电脑上的虚拟图像变成固体实物。只不过建筑打印机打出的并不是只有0.025毫米的薄层液态材料,而是厚达50毫米的沙土,固定后可形成立体建筑。

  迪尼打印建筑的过程并不需要混凝土,而是普通的沙土和特殊的无机粘结剂,通过喷头逐层喷射混合,构成坚固的墙壁,建筑里的空间也喷满了沙土,但没有喷射粘结剂,所以当混合过粘结剂的沙土构成建筑形态后,这些没有参与构造的细沙会自动脱落,可以留给下一次建筑循环利用。现在的3D打印不论从设备、耗材还是技术,都已经不可同日而语,曾经那些笑谈3D打印的人不知道如今作何感想。

  5 打印成本仍需稳稳控制

  打印成本仍需稳稳控制

  3D打印技术各方面都很实用,但是一直制约我们的就是这项技术的打印成本问题,按照北京市计算中心的打印规格,每1克的成品大概报价100元人民币左右。怀抱着打印房子梦想的人们,早已经被滚雪球似的债务问题缠身。

  30年前,我们想举办一个派对,需要印很多请柬,那只能去工厂,当时打印机很有限,但是现在几乎人人家里都有打印机,自己在家就能做请柬。当3D打印机可以进入普通人生活的时候,许多愿望就可以自己实现,这样一来,是否也会给传统的印刷等行业带来不小的压力呢?

  随着打印耗材的不断丰富,越来越多的3D打印设备厂商也开始在不断地关注耗材成本以及打印成本等经济问题,相信随着未来3D打印技术不断成熟,我们的工作和生活将会越来越离不开它,3D打印技术也必将慢慢融入我们日常的点点滴滴。

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