3D打印徹底顛覆傳統(tǒng)制造業(yè)

笨重的大家伙，體型沉重，張開一張很大的“嘴巴”，這好像是現(xiàn)在很多人對于3D打印機的外觀印象和看法，筆者還記得小時候看的動漫，哆啦A夢，那只有著神奇魔法的貓，可以變出任何想要的東西，轉(zhuǎn)回現(xiàn)實，現(xiàn)在這種夢想我們也可以成真了。

1、3D打印全面顛覆傳統(tǒng)制造業(yè)

你只需要按下“打印”按鈕，然后稍等一會兒，接下來他就會像哆啦A夢的魔法口袋一樣制造出各種各樣很新奇的玩意兒，同比例的人像、汽車模型、可以穿的運動鞋等等。這些就是我們當(dāng)今的3D打印技術(shù)，一種“無所不能”的技術(shù)。

曾經(jīng)有一位行業(yè)內(nèi)部的專家表示，在未來，3D打印技術(shù)將會取代整個制造業(yè)。這話聽起來口氣不小，就目前而言3D打印好像還沒有達到這個程度，但是我們現(xiàn)在很多東西已經(jīng)完全可以讓3D打印機來完成了。

英國工程學(xué)家阿德里安·鮑耶曾經(jīng)表示，在不遠的將來，用戶只需要自己下載或設(shè)計出來圖紙，然后根據(jù)3D的建模，讓打印設(shè)備能夠清楚的了解目標(biāo)物體，然后輕按打印按鈕，剩下的工作就交給打印機來完成了。當(dāng)然，我們不能人云亦云，但是3D打印果真有如此大的功能？本期就請大家跟隨筆者，我們從不同角度和專家觀點來看看3D打印在未來能夠發(fā)展到怎樣的程度。

2、所有模型都靠打印機來完成？

曾經(jīng)有一位學(xué)習(xí)機械設(shè)計的工程師向大家展示了自己“魔法”般的能力，他依靠價值100多萬元的一臺3D打印機變出了雄偉的宮殿，十分逼真的佛像，不過在此之前，他還要繪出可供3D打印機識別的“圖紙”。這種存儲在電腦里的模型圖，展示了被打印物體的精確數(shù)據(jù)。如果想要做出一個實際中存在的物體，只需要通過一個長得像電吹風(fēng)機的掃描設(shè)備，就可以將其轉(zhuǎn)換成電腦屏幕上的模型圖。

圖紙成型以后，把圖紙發(fā)送到3D打印機當(dāng)中，我們就可以坐等打印成品新鮮出爐了，這一過程依托的是美國發(fā)明家恰克·赫爾創(chuàng)立的“光固化快速成型術(shù)”，1986年，他提出可以通過逐層疊加薄層，利用紫外線固化后形成固體模型。

一旦接到指令，大嘴巴模樣的打印機就會立刻亮起光來，隔著透明罩的內(nèi)部工作臺上的UV燈放射出紫外線。與此同時，8個比繡花針針頭還小的打印噴頭來回移動，每個噴頭上面有60個小孔，像打水槍一樣向工作臺上噴射著一層又一層的液態(tài)打印材料，先進的機器可以達到每層最薄的只有0.025毫米。

說完了打印過程，我們再來說說3D打印耗材，就目前而言，現(xiàn)在的3D因技術(shù)大多數(shù)使用的都是樹脂、尼龍、塑料或者石膏材料。但實驗室也傳出越來越多的成功案例，包括支持鈦、不銹鋼或沙土材料的打印技術(shù)。這么一來，打印飛機、汽車甚至是可以居住的房間，都不再遙遠，并且據(jù)說現(xiàn)在打印房屋已經(jīng)成為了現(xiàn)實。

3、如此先進技術(shù)我們都能行嗎？

擁有3D打印專*的赫爾曾經(jīng)專門拍了一部短片，這部短片詳細介紹了3D打印技術(shù)的從無到有，從初期研發(fā)設(shè)計到最后成型，赫爾的打印機如同一個咖啡機，白色的激光針頭像一支削尖了筆頭的鉛筆，對著裝滿藍色液體的杯子來回移動，發(fā)出滋滋的聲音，過不了一會兒，如同魔術(shù)一般，一個成型的立體小杯子從藍色液體里面浮出水面。

實際上現(xiàn)在除了主流的光固化快速成型技術(shù)，還有很多其他的3D打印技術(shù)也已經(jīng)相當(dāng)成熟了，比如像熔融積沉成型術(shù)、選擇性激光燒結(jié)術(shù)，這些新技術(shù)目前主要是受到了高額成本問題的困擾，才導(dǎo)致此項打印技術(shù)目前只被應(yīng)用在了某些小范圍工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計應(yīng)用上，但是未來的前景是十分明朗的。

2004年，還在英國巴斯大學(xué)教書的阿德里安看到了3D打印這項研究。這位熱心人士趁著課余時間寫了篇文章，發(fā)表在巴斯大學(xué)的網(wǎng)站上，希望有人能夠普及推廣這項技術(shù)。

在他的領(lǐng)導(dǎo)下，一項叫做Reprap的3D打印項目在2006年誕生。這個項目的含義就是“實現(xiàn)自我復(fù)制打印”，設(shè)計者希望通過“自我復(fù)制打印”，讓世界上更多的人擁有3D打印的能力，“只要一個人買了一臺Reprap機器，它可以自我復(fù)制第二臺、第三臺甚至更多，送給這個人的朋友，最后大家都可以用得上3D打印機”。

現(xiàn)在，阿德里安的技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了相對低成本。相對于北京市計算中心購置的100多萬元人民幣大設(shè)備，他的設(shè)備只需要300美元，折合1892元人民幣。盡管如此，他依然不滿意，因為目前組裝設(shè)備的技術(shù)只有專業(yè)人士才能做到，“以后的技術(shù)應(yīng)該像傻瓜相機一樣，人人都會”。的確，我們熱切期待3D打印機變成傻瓜相機那樣簡單易用。

4、曾經(jīng)的3D打印技術(shù)成笑柄

當(dāng)今3D打印技術(shù)已經(jīng)相對變得成熟了，但是當(dāng)這項技術(shù)剛剛出現(xiàn)的時候，被很多人認為是天方夜譚不可思議，就算是打印出來也是毫無意義的。但是隨著耗材和打印設(shè)備的不斷革新，讓所有人都大跌眼鏡。

現(xiàn)在的3D打印設(shè)備已然是花樣翻新，只要用戶有一張設(shè)計圖紙，3D打印機就可以幫你把平面圖紙變成立體的產(chǎn)品，小到玩偶，大到房屋，都已經(jīng)成為了現(xiàn)實，頗為知名的3D建筑打印機整體身長6米，高6米，比傳統(tǒng)的3D打印機都要大很多，跟其他3D打印機基本原理一樣，它也是通過一層層累積打印材料，把電腦上的虛擬圖像變成固體實物。只不過建筑打印機打出的并不是只有0.025毫米的薄層液態(tài)材料，而是厚達50毫米的沙土，固定后可形成立體建筑。

迪尼打印建筑的過程并不需要混凝土，而是普通的沙土和特殊的無機粘結(jié)劑，通過噴頭逐層噴射混合，構(gòu)成堅固的墻壁，建筑里的空間也噴滿了沙土，但沒有噴射粘結(jié)劑，所以當(dāng)混合過粘結(jié)劑的沙土構(gòu)成建筑形態(tài)后，這些沒有參與構(gòu)造的細沙會自動