未來生活進(jìn)行時(shí)45: 3D打印，歡迎進(jìn)入個(gè)性化制造時(shí)代

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舉報(bào) 2013-04-25

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一直以來，筆者都堅(jiān)持認(rèn)為，科技最棒之處不在于它多么高深，而是能幫我們切實(shí)地解決生活中的問題，不是嗎？對(duì)于熱門的3D打印技術(shù)來說，也該如此。

毫不夸張地說，2012年是3D打印年，這項(xiàng)有著三十年歷史的技術(shù)終于變得易用和大眾化。從各種大小的模型，小禮品、服飾、到醫(yī)用助聽器、假肢??3D打印機(jī)的可能性無窮無盡。不久之前，互動(dòng)中國專訪了上海的創(chuàng)客基地——新車間(link)，與中國的“3D打印之父”Lucio進(jìn)行了一番交談，同時(shí)在他的演示下目睹了3D打印機(jī)如何將一個(gè)電腦中的設(shè)計(jì)圖變成實(shí)物的過程，甚為驚喜。今天我們就來簡單了解一下這一熱門技術(shù)背后的原理吧！

作者、編輯: Vivian Peng @DamnDigital
Cover Image: Wang Qi@DamnDigital
(原創(chuàng)內(nèi)容，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來自DamnDigital)

下面這個(gè)出自于PBS Digital Studio的視頻可以幫助我們從頭了解3D打印技術(shù)的真相和發(fā)展前景

【V】 Will 3D printing change the world?

3D打印技術(shù)的歷史

3D打印的概念緣起至今已經(jīng)經(jīng)歷了源遠(yuǎn)流長的歷史，在20世紀(jì)80年代中期，查赫爾發(fā)明了光固化（又稱固體成像）技術(shù)并獲得了專利，當(dāng)時(shí)，他創(chuàng)立了3D Systems公司。從那時(shí)起，該技術(shù)一直處于發(fā)展進(jìn)步之中，直到今天，走到了歷史舞臺(tái)的中心。

3D打印機(jī)的歷史（點(diǎn)擊圖片查看大圖）
img source：《商業(yè)價(jià)值》

下面看到的這張圖是我們?cè)谛萝囬g中拍攝到的來自創(chuàng)客DIY的3D打印機(jī)，這也是目前市面上最為常見型號(hào)的3D打印機(jī)，當(dāng)然，目前3D打印機(jī)的外型已經(jīng)有多種多樣，大小不一，在下面我們拍攝的視頻中也將會(huì)看到不同型號(hào)的3D打印機(jī)。

photo by DamnDigital,攝于新車間，版權(quán)所有

3D打印機(jī)究竟是如何工作的？

Designing an Idea 原型設(shè)計(jì)

其實(shí)3D打印的原理粗看起來并不復(fù)雜，一切始于一個(gè)概念，3D打印的第一步就是要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字模型，當(dāng)然對(duì)于互動(dòng)設(shè)計(jì)師來說這一步再熟悉不過，可以用CAD制圖軟件或者動(dòng)畫建模軟件完成。

最常用的是CAD數(shù)據(jù)就可以為3D建模，非常簡單，可以用普通的設(shè)計(jì)軟件制作，所以無論你是工程師、或者是建筑師，抑或產(chǎn)品設(shè)計(jì)師都可以輕松設(shè)計(jì)3D產(chǎn)品的模型。

當(dāng)然，我們也可以不用非得自己那軟件自己繪圖，現(xiàn)在已經(jīng)有很多網(wǎng)站可以購買、下載或者定制符合心意的原型成品。

好了，完成了數(shù)據(jù)原型圖之后，下一步就是要通過計(jì)算機(jī)將原型信息（STL格式的文件）下指令給3D打印機(jī)了。

The 3D Printing Process 3D打印過程

3D打印過程說起來其實(shí)很簡單：3D打印機(jī)在設(shè)計(jì)文件指令的導(dǎo)引下，先噴出固體粉末或熔融的液態(tài)或粉狀合成的材料（也就是傳說中的可以幫助你徒手畫出3D物體的“神奇材料”），使其固化為一個(gè)特殊的平面薄層。第一層固化后，3D打印機(jī)打印頭返回，在第一層外部形成另一薄層。第二層固化后，打印頭再次返回，并在第二層外部形成另一薄層。如此往復(fù)，最終薄層累積成為三維物體。

在互動(dòng)中國專訪新車間的過程中，3D打印機(jī)專家LUCIO也特地為我們演示了3D打印機(jī)如何工作的全過程，以下的視頻與大家分享：

Shoot by DamnDigital,攝于新車間，版權(quán)所有

以下我們看到的這些產(chǎn)品，都是利用這種方法造出來的，更確切地說，凡是你想象得到的一切：鞋子、戒指、手機(jī)套、各種小禮品、零部件??我們?cè)谛萝囬g已經(jīng)可以看到各種不同的3D打印機(jī)成品，并且這些物品都已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)精細(xì)復(fù)雜的質(zhì)感，據(jù)說，現(xiàn)有的3D打印機(jī)已經(jīng)可以達(dá)到比人工更為精細(xì)的程度。

Pushing Innovation 推動(dòng)創(chuàng)新的引擎

毫無疑問，稱3D打印技術(shù)是近年來最具有革新意義的創(chuàng)新發(fā)明之一毫不為過，它擁有顛覆多個(gè)行業(yè)的巨大潛能。比如在醫(yī)療健康領(lǐng)域，我們已經(jīng)可以看到全球各地有不少運(yùn)用3D打印技術(shù)幫助患者恢復(fù)健康，重塑手術(shù)之后所造成的創(chuàng)傷的例子，3D打印幫助截肢患者重新?lián)碛须p腿，3D打印器官，肌肉，等等例子，屢見不鮮。

美國國家航空航天局在亞利桑那州的沙漠中測試了一艘火星飛船，飛船甲板上裝有定制的3D打印金屬部件。這些部件大多形狀復(fù)雜，有許多曲線和鏤空，除了3D打印機(jī)，其他任何設(shè)備都生產(chǎn)不出來。

在日本，一位準(zhǔn)媽媽想要紀(jì)念其首次超聲波檢測，她的醫(yī)生編輯她的超聲圖像，并3D打印出栩栩如生的胎兒模型。結(jié)果，一個(gè)透明硬塑料塊中就出現(xiàn)了一個(gè)前衛(wèi)的3D打印微小胎兒塑料模型。

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這些制造奇跡不斷發(fā)生。在不遠(yuǎn)的將來，人們將3D打印出活體組織、富含營養(yǎng)的食品及完全組裝好的電子元件成品。

3D打印技術(shù)真的可以革制造業(yè)的命嗎？

有人樂觀地預(yù)計(jì)3D打印機(jī)將像噴墨打印機(jī)一樣走進(jìn)千家萬戶并幾乎取代制造業(yè)，知名的《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志也曾在相關(guān)報(bào)道中稱：3D打印技術(shù)為首的新制造業(yè)將會(huì)帶來第三次產(chǎn)業(yè)革命（原文）。

我們都知道，要“革命”，首先必須要是能夠獲得普及，能夠服務(wù)于尋常百姓，那才能有資格去“革命”。那么在當(dāng)前條件下，3D打印技術(shù)怎樣才能更好地服務(wù)尋常百姓呢？或許產(chǎn)品才是最重要的——3D打印產(chǎn)品定制公司Shapeways的成功證明了這一點(diǎn)。

Shapeways: 3D打印技術(shù)激活小型制造業(yè)經(jīng)濟(jì)的一個(gè)范本

Shapeways是一家總部位于荷蘭的創(chuàng)新制造公司，它利用3D打印技術(shù)為客戶定制他們?cè)O(shè)計(jì)的各種產(chǎn)品，包括藝術(shù)品、首飾、iPhone手機(jī)殼、小飾品、玩具、杯子，還為客戶提供了銷售其創(chuàng)意產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。

自2007年成立以來，Shapeways已經(jīng)生產(chǎn)了超過100萬款3D打印產(chǎn)品，總產(chǎn)量超過60億件，在線商店的數(shù)量多達(dá)8000家以上。這么多產(chǎn)品是怎樣生產(chǎn)出來、又是怎樣銷售出去的呢？

事實(shí)上，Shapeways的運(yùn)作流程相當(dāng)簡單：Shapeways給客戶一個(gè)生產(chǎn)成本價(jià)，而用戶可以根據(jù)自己的意愿加價(jià)出售；根據(jù)材料的不同，客戶從下單到收貨需等待10到15個(gè)工作日；Shapeways甚至可以直接把客戶的產(chǎn)品寄給買家，并在月底把貨款打給客戶——不管用戶是否通過Shapeways出售產(chǎn)品，Shapeways收取的費(fèi)用都是一樣的。

傳統(tǒng)制造業(yè)工廠通常對(duì)訂單有最低數(shù)量要求（例如1萬件起訂），因?yàn)槟＞叩某杀痉浅０嘿F。但是Shapeways甚至對(duì)只做10個(gè)的小訂單也非常歡迎——該公司的60名員工的奮斗目標(biāo)不是讓3D打印成為主流，而是改變制造業(yè)的運(yùn)作方式（相關(guān)文章：《3D制造力：3D打印機(jī)要革“制造”的命》）。

3D打印的硬傷？——價(jià)格

以上所說到的關(guān)于3D打印技術(shù)的一切創(chuàng)新對(duì)于整個(gè)世界具有非同凡響的意義，當(dāng)然，就目前來說，3D打印技術(shù)想要真正達(dá)到普及依然還存在一個(gè)硬傷——昂貴的成本。最小型簡單的3D打印機(jī)，可用于打印各種小玩具，小物件，每臺(tái)售價(jià)也在1000美元上下。再稍微大型一點(diǎn)的打印機(jī)，可用于打印更為專業(yè)、精細(xì)的模型的，每部售價(jià)在14900美元至59000美元上下。如果你需要制作更加精密、大型的模型的話，那樣的打印機(jī)就需要至少60萬美元以上。

最大爭議——專利版權(quán)

當(dāng)然，除了價(jià)格之外，業(yè)界還有對(duì)于3D打印技術(shù)會(huì)對(duì)版權(quán)專利帶來威脅的爭議。

盡管如此，我們不可否認(rèn)3D打印技術(shù)擁有相當(dāng)巨大的市場，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前3D打印的市場估值已經(jīng)達(dá)到17億美元，這一數(shù)字將在2015年上升至37億美元，潛力相當(dāng)可觀。

記得在我們專訪新車間Lucio的時(shí)候，問道3D打印機(jī)對(duì)于未來普通民眾生活的影響力的時(shí)候，他為我們描繪了這樣一幅畫面：

”設(shè)想你家中的一切擺設(shè)，家具將來都可以通過3D打印機(jī)輕松地打印出來，可以根據(jù)你的心情喜好隨意變幻。當(dāng)某一天你家有客到訪，還可以用3D打印機(jī)制作出各種需要的餐具物品，甚至是美味佳肴，然后客人走了，還可以把所有一切物品重新回收，用作下次打印其他物品的原材料。這種方式既環(huán)保又實(shí)用。而且目前3D打印技術(shù)已經(jīng)可以達(dá)到非常高的精度，制作出的物品相當(dāng)精致。相信這一天不會(huì)太遠(yuǎn)?！?

3D打印技術(shù)真的能夠?yàn)橹圃鞓I(yè)、創(chuàng)新領(lǐng)域帶來翻天覆地的變化，成為市場洗牌的引爆劑嗎？讓我們拭目以待吧！