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打印出的自行车能骑吗?

 

3D打印的巨型板手
昌旭费力地手握的是一个巨大的工具板手模型,它是由目前世界上最大的3D打印机——Objet1000打印出来的,这台设备由新合并成的Stratasys公司提供,2012年12月,原Stratasys公司(FDM技术为主)与以色列的Objet公司(Polyjet技术为主)合并,成为全球专业3D打印机市场最大的公司,占专业3D打印机市场份额的一半以上。
当然,这打印的只是模型,而不是真实的能用的产品。“打印出的自行车能骑吗?”有人问。甚至有人问:“我用3D打印机再打印出一个3D打印机,不就行了吗?”这是目前对于3D打印的最大的一个认识误区,目前3D打印机主要还是应用于概念模型、工业设计原型等应用,仅有在牙科等领域可以直接打印出工业可用的产品。 “我们的目标是让设计师的创意更完美,轻松将创意变为现实并缩短设计周期;让制造商获得更高效率,使用最终模型件实现大规模定制;改善企业的设计和沟通过程,减少生产错误。”Stratasys公司创始人、董事会主席Scott Crump表示。 “当然,目前的3D打印还只是用于工业原型打印,打印出来的产品不可能替代真实的制造/铸造。”Scott Crump解释,“比如最大的一个问题是,3D打印是一层一层打印的,没法控制各个方向的强度一致性,这是未来要攻克的一个难题。” 虽然目前3D打印在工业上仅限于概念模型与工业原型,但是这将来带来巨大的工业变革,完全改变目前的制造业流程,并会带来无限商机。 举一个最简单的例子,手机厂商的新手机都需要先做一个“手版”,这需要“开软模”,虽然比真实的模具便宜,但是价格也不菲,且需要十多天的时间。如果能通过3D打印直接打印出来,也就是几小时的时间。 “我们的3D打印设备价格从1万美元的桌面型,到60万美元的大型模型打印机,为用户提供多种选择。”Scott Crump解释,“if you can dream it, we can build it.”他说。  
 
 
 

材料依然是核心技术

 

这个脚模是用不同材料打印的
就像目前打印机厂商主要是通过打印墨盒来赚钱一样,3D打印机的核心技术也是材料。
对于目前国内有业者推出基于玉米的3D打印材料,Stratasys公司创始人、董事会主席Scott Crump表示这只是炒作,没有商业价值。“我们挑战还在于混合不同的材料进行打印,这个挑战已在不断攻克中。”他表示。 目前该公司可以提供10种热塑性材料与120种喷墨式光敏树脂材料,拥有几百项专利。他们未来最大的挑战仍是不断开辟新型材料,包括金属材料。 他介绍,已经商用的基于 Objet 独特的 PolyJet Matrix技 术,可以在单一构建中打印具有不同机械或物理特性的多种模型材料组成的零部件。 “3D打印未来的发展方向有三个:一是让Polyjet喷墨打印具有更精细的画质;一个是能进行3D彩色打印;第三是则能打印出艺术性更强的产品。”
 
 
 

3D打印的未来愿景

 

瑞士科学家3D打印人体骨骼
“我们非常欢迎竞争,3D市场才刚刚开始。”新Stratasys公司CEO David Reis表示。
“目前全球CAD设备有1400万套,我们预测未来每年由2D CAD转3D CAD的业务将达到100万套,这是一个巨大的机会。” 合并之前,两家公司2011年的总收入为2.77亿美元,而据第三方数据显示目前全球3D打印及耗材配件的市场总值是15亿-20亿美元。 Stratasys公司目前拥有500多项专利,核心专利是FDM与喷墨式PolyJet技术和相关材料,都是可直接从3D CAD文件或其他3D立体数据中制造产品原型或制成品。 “我们正在探讨基于FDM上的更高一层的专利,比如热能控制等。竞争对手容易模仿的是简单操作专利,而对于复杂的专利比如说支撑系统、材料等是他们模仿不到的。””David Reis说。 目前3D打印仍是主要在工业与医疗应用领域,新兴应用包括珠宝首饰应用。 对于3D打印在家庭市场的应用,David认为还不到时间。他指出:“如果我们要让3D打印在家庭市场普及,首先我们要让设备操作简单,像普通打印机一样按键则操作。 此外,对于工业级的3D打印设备,如果欲快速普及,也需要克服以下几个挑战,David认为一是要有更多的材料供选择;二是打印出的物件强度各个方向要一致。“当然,我们的ABS打印材料打印出来的物体强度已经与传统的铸造模型很接近,但是仍需努力。”他称。 3D打印设备已具有很大的商业前景,价格也不贵,最便宜的才一万美元。
 
 
 

3D打印在中国

 

北京3D照相馆打印的真人雕像
在3D打印领域,中国的某些技术已经领先全球,但商业化滞后、规模仍然小,也没有形成产业链,企业大都在单打独斗。如果这一局面有所改变,那么3D打印很有可能成为中国制造业大升级的绝佳机会
2012年10月中旬,中国工程院启动调查,论证3D打印技术的“终极前景”。这项调查由中国工程院和行业专家共同参与,或将延续至2013年3月份,并在稍晚时候向国务院提交报告。 3D打印技术是否会引发第三次工业革命,已经成为各界焦点。 目前初步达成的共识是,这种新的加工模式能够解决制造业中的很多问题,至于是否能够承担第三次工业革命这么重大的使命,还需拭目以待。 事实上,中国对3D打印的研发,已经有了长达20多年的探索和积累。业内认为,中国在科研方面已经颇具实力,但是在商业化和产业化方面仍不成熟。 目相对于科研的艰难推进,3D打印技术在中国的商业推广,更为艰难。 华中科技大学教授史玉升最开始推广3D打印技术时曾被当作“骗子”。到了2011年,他们开始为空客和欧洲航天局等单位制作飞机、卫星、航空发动机用大型复杂钛合金零部件的铸造蜡模。 此外, 3D打印在中国还没有形成产业链,这也在一定程度上制约了产业发展。 好消息是,中国的3D打印行业已经开始改写单打独斗的历史了。10月15日下午,中国3D打印技术产业联盟在北京宣告成立。 2013年伊始,该联盟与成都市当地政府达成意向,拟由双方出资5亿在双流建设3D打印技术产业创新中心,向成都及周边地区的电子、汽车、机械设备等企业推广3D打印技术。
 
 
 

结语

中国3D打印技术产业联盟相关人士表示,“3D打印技术是制造业的一次变革,尤其对前端设计建模环节有颠覆性影响。”
 
 
 
 
 

什么是3D打印?

“3D打印”是通俗叫法,学术名称为快速成形技术。与传统制造业的去除材料加工技术不同,3D打印遵从的是加法原则,可以直接将计算机中的设计转化为模型,甚至直接制造零件或模具,不再需要传统的刀具、夹具和机床。
 

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