3d打印技術(shù)科技論文
3d打印技術(shù)科技論文
3D打印技術(shù)將攝影、計算機、互聯(lián)網(wǎng)、新材料等結(jié)合在一起改變著我們的生產(chǎn)和生活方式，下面是小編為大家精心推薦的3d打印技術(shù)科技論文，希望能夠?qū)δ兴鶐椭?/p>
3d打印技術(shù)科技論文篇一
3D打印技術(shù)的發(fā)展方向
摘 要：3D打印技術(shù)將攝影、計算機、互聯(lián)網(wǎng)、新材料等結(jié)合在一起改變著我們的生產(chǎn)和生活方式，廣泛應用在個性化產(chǎn)品、生物工程、高端工業(yè)產(chǎn)品、數(shù)碼娛樂等領(lǐng)域，3D打印技術(shù)未來將向精密化、智能化、通用化以及便捷化等方面發(fā)展。
關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù) 應用 瓶頸 發(fā)展方向
具有工業(yè)革命意義的3D打印技術(shù)將攝影、計算機、互聯(lián)網(wǎng)、新材料等有機結(jié)合在一起改變了我們的傳統(tǒng)思維，對我們的生產(chǎn)和生活方式將帶來巨大的改變。
一、3D打印技術(shù)的前景
3D打印技術(shù)源于美國軍方的快速成型技術(shù)，隨著計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展到20世紀80年代才出現(xiàn)商業(yè)3D打印機[1]，由于3D打印技術(shù)顛覆性的制造理念，在一些特殊的應用領(lǐng)域發(fā)展很快。
1.3D打印技術(shù)簡介
3D打印技術(shù)是指通過連續(xù)的物理層疊加，逐層增加材料來生成三維實體的技術(shù)，它綜合了攝影、數(shù)字建模、材料、機電控制和計算機等前沿技術(shù)知識，也稱增材制造、立體印刷或直接數(shù)字制造等[2]，主要包括建模、打印和后處理三個步驟，先建立數(shù)字化模型，運用液體(如液態(tài)光敏樹脂)、固體粉末(如金屬粉或塑料粉)、絲材(如塑料絲)等，通過光固化成型或熔融擠出以逐層成型的方式打印出實體產(chǎn)品。
2.3D打印技術(shù)的歷程
由于發(fā)達國家特別是美國的重視和大力投入，3D打印的關(guān)鍵技術(shù)不斷被突破，20世紀80年代到90年代，美國出現(xiàn)了光固化成型(SL)、選擇性激光燒結(jié)(SLS)、熔融擠出成型(FDM)、三維印刷(3DP)等一系列3D打印的核心專利技術(shù)，隨后各種不同用途的3D打印機相繼問世：1984年美國人Charles Hull制造出世界第一臺商業(yè)3D打印機;1986年Charles Hull成立了3D Systems公司，這是世界上第一家生產(chǎn)3D打印機的公司;2009年美國Organovo公司首次使用3D打印機造出人造血管;2011年8月，南安普敦大學研發(fā)出世界第一臺可以打印飛機的3D打印機;2012年11月，蘇格蘭科學家利用人體細胞首次用3D打印機打印出人造肝臟組織。3D打印的各種產(chǎn)品正在快速改變我們的生活。
3.3D打印技術(shù)的前景
2014年4月在紐約舉行了主題為‘萬物皆可打印’的‘3D打印博覽會’，有名3D打印公司都推出了各自最新廉價實用的3D打印機：中國的太爾時代公司推出的型號為PP3DP的3D打印機售價900美元 /臺;浙江金華萬豪配件有限公司推出的勇士4號僅需4999元/臺;Quirm公司推出的Chocabyte 3D打印機價格僅為99美元/臺;而Form Labs公司生產(chǎn)的 Form 1 3D打印機可以打印出厚度僅為25微米的產(chǎn)品，可謂盛況空前，3D打印機的價格越來越便宜，所打印的產(chǎn)品越來越實用。目前，各國的研發(fā)投入都在不斷增加，以搶占制高點，而且，越發(fā)達的國家越重視，投入越大所占市場份額也越多，各國和地區(qū)所擁有的市場份額見表1。
表1世界主要國家擁有的3D打印市場份額
國家 美國 日本 德國 中國 英國 意大利 法國 加拿大 韓國 其它
份額：% 41.00 10.19 9.19 6.49 4.80 4.10 3.00 1.90 1.90 17.43
市場研究公司Canalys的報告表明：3D打印市場目前仍處于起步階段，但發(fā)展速度正不斷加快，其規(guī)模2013年為25億美元，2018年將增至162美元以上，‘只要你能想到的，就能被設(shè)計和打印’，可以說3D打印技術(shù)的發(fā)展前景是非常廣闊的。
二、3D打印技術(shù)的應用
3D打印技術(shù)的優(yōu)點決定它在小批量、結(jié)構(gòu)復雜、原材料昂貴的領(lǐng)域有著廣泛的用途。
1.3D打印技術(shù)的優(yōu)勢
3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)模型加工制造相比優(yōu)勢明顯：①可按個人的意愿實現(xiàn)個性化生產(chǎn)。②可實現(xiàn)制造傳統(tǒng)加工工藝很難完成的復雜的一體成型產(chǎn)品。③可生產(chǎn)高精度的產(chǎn)品。④產(chǎn)品生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)流程簡單。⑤生產(chǎn)彈性大，可按需生產(chǎn)。
2.3D打印技術(shù)的應用
近幾年隨著3D打印技術(shù)的成熟，3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快，主要應用領(lǐng)域有：①日用品：個性化的珠寶首飾、服裝、玩具等。②電子產(chǎn)品：手機、音響及各種高檔光電器材。③人造器官：人造骨骼、牙齒、假肢、甚至血管、組織和器官等。④、工業(yè)制造：各種高端工業(yè)零部件，如：汽車、衛(wèi)星、飛機的一些不規(guī)則配件等。
三、3D打印技術(shù)發(fā)展的瓶頸
目前3D打印的耗材主要有熱塑性樹脂、光敏樹脂、橡膠和各種金屬材料，其固化方式主要是加熱、降溫、紫外線和激光燒結(jié)四種，因要求產(chǎn)品必須達到一定的強度，剛性和熱穩(wěn)定性等，故對材料的各項性能要求很高，因此價格很貴，有的高達4萬元/kg，是制約3D打印技術(shù)廣泛應用的主要瓶頸。市場使用最多的光敏樹脂和改性樹脂與普通樹脂價格對比見表2。
四、3D打印技術(shù)的未來發(fā)展方向
隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，人類綜合利用各種最新科研成果水平的提高，3D打印技術(shù)將向降低生產(chǎn)成本和生產(chǎn)過程的精密化、智能化等方向發(fā)展：①降低耗材價格：隨著研究的深入，耗材必然多樣化，生產(chǎn)也將規(guī)?；?，耗材生產(chǎn)成本必將大幅降低，價格也會大幅下降。②提高耗材功能：各種智能材料、多功能材料將使產(chǎn)品更加實用，功能性更強。③提高打印速度和精度：實現(xiàn)連續(xù)打印、大件打印、多材料打印等，產(chǎn)品更加美觀實用。④推進3D打印機小型化：促使成本更低廉，操作更簡便。
參考文獻：
[1]孫柏林 試析3D打印技術(shù)的優(yōu)點和局限 [J].自動化技術(shù)與應用，2013(06)：15-18
[2]王雪瑩.3D打印技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及前景分析[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2012(26)：3-5
3d打印技術(shù)科技論文篇二
3D打印技術(shù)及產(chǎn)業(yè)前景展望
2001年7月24日，Guatemalan的雙胞胎――Maria Teresa和Meria De Jesus Uuiej-Alvarez出生了，不幸的是這對雙胞胎頭部相連，但她們的腦髓是分離且完整的，且有各自獨立的動脈和分離的隔膜，這也為連體分離術(shù)提供了可能。但頭部手術(shù)是最危險的手術(shù)之一，且患者又是剛剛出生不久的嬰兒，面對這一系列的難題，醫(yī)生最終選擇使用高精度的3D模型成功幫助其完成這一復雜的分離連體雙胞胎手術(shù)。
醫(yī)生建議使用三維快速成型技術(shù)來幫助整形外科手術(shù)模擬演練如何分離這兩個小姑娘的頭顱、變更血管供應以及計劃皮膚移植手術(shù)以覆蓋被分離的頭顱?；诓ㄊ款D生物醫(yī)學的建模有限公司(BMI)――一家RP技術(shù)生產(chǎn)醫(yī)學應用的公司，使用3臺CT掃描儀在不同的角度進行掃描(因為不可能安排這對雙胞胎進行同樣的掃描)，記錄并組合了這對雙胞胎頭顱的所有掃描件，然后再將兩個頭顱組裝成一個3D模型。
“我們認為3D打印在制作這些高精確度，且要求高細節(jié)展現(xiàn)的模型上是最佳的選擇，”InterPRO的共同所有者Kevin Dyer說，“3D打印構(gòu)建了精密的特征，使我們比打印前更容易清晰地了解模型，其良好的細節(jié)展現(xiàn)是取得成功的關(guān)鍵所在，因為外科醫(yī)生需要觀察模型的內(nèi)部以便計劃變更血管的線路。”
這僅僅是3D打印技術(shù)中的一個小小應用，卻幫助我們解決了大問題，這也是為什么近年來3D打印技術(shù)不斷見諸報端的原因――其顛覆性地改善了我們的生活。
3D打印技術(shù)一路走來
3D打印技術(shù)即三維打印技術(shù)，其核心制造思想最早起源于19世紀末的美國，至今已有數(shù)十年的應用歷史。20世紀80年代已有3D打印雛形，學名為“快速成型”，其原理是：把數(shù)據(jù)和原料放進3D打印機中，機器會按照程序把產(chǎn)品一層層造出來――打印出的產(chǎn)品，可以即時使用。
在20世紀80年代中期，SLS被美國德州大學奧斯汀分校的Carl Deckard博士開發(fā)出來并獲得專利，項目由DARPA贊助。1979年，類似過程由R.F. Housholder得到專利，但沒有被商業(yè)化。1995年，麻省理工創(chuàng)造了“三維打印”一詞，當時的畢業(yè)生JimBredt和TimAnderson修改了噴墨打印機方案，變?yōu)榘鸭s束溶劑擠壓到粉末床的解決方案，而不是把墨水擠壓在紙張上的方案。
說到3D打印，就不得不提到3D打印機。3D打印應用的是添加劑制造技術(shù)，其三維對象是通過連續(xù)的物理層創(chuàng)建出來的。3D打印功能上與激光成型技術(shù)一樣，采用分層加工、迭加成形，即通過逐層增加材料來生成3D實體，與傳統(tǒng)的去除材料加工技術(shù)完全不同。稱之為“打印機”是參照了其技術(shù)原理，因為分層加工的過程與噴墨打印十分相似。隨著這項技術(shù)的不斷進步，我們已經(jīng)能夠生產(chǎn)出與原型的外觀、感覺和功能極為接近的3D模型。簡單地說，3D打印是斷層掃描的逆過程，斷層掃描是把某個東西“切”成無數(shù)疊加的片，3D打印就是一片一片的打印，然后疊加到一起，成為一個立體物體。
3D技術(shù)發(fā)展初期，3D打印機數(shù)量很少，大多在“科學怪人”和電子產(chǎn)品愛好者手中。他們主要被用來打印像珠寶、玩具、工具以及廚房用品之類的東西。甚至有汽車專家打印出了汽車零部件，然后根據(jù)塑料模型去訂制真正市面上買不到的零部件。雖然人們可以在一些電子產(chǎn)品商店購買到這類打印機，工廠也進行直接銷售。不過物以稀為貴，一套3D打印機的價格從一般的750美元到上等質(zhì)量的27000美元不等。
隨著2003年3D打印機的銷售量逐漸擴大后，價格也開始有所下降。2009年以來，3D打印市場在北美和歐洲急劇增長。根據(jù)Stratasys公司2011年財報，其80%左右的收入來源于歐美市場。美國《時代》周刊也已將3D打印列為“美國十大增長最快的工業(yè)”，英國《經(jīng)濟學人》雜志則認為它將“與其他數(shù)字化生產(chǎn)模式一起推動實現(xiàn)第三次工業(yè)革命”?，F(xiàn)在，3D技術(shù)已經(jīng)廣泛被應用于珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計、建筑、工程和施工(AEC)、汽車、航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程以及其他許多領(lǐng)域。
過去，3D打印常被用于在模具制造、工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域制造模型――在數(shù)小時內(nèi)完成模具的打印，旨在節(jié)約產(chǎn)品從開發(fā)到投入市場的時間;現(xiàn)在，其逐漸被用于進行一些產(chǎn)品的直接制造，特別是一些高價值應用(如髖關(guān)節(jié)、牙齒以及飛機零部件等)。
3D打印技術(shù)分支
1.3D Systems
3D Systems于1986年率先發(fā)明了立體平版印刷快速建模系統(tǒng)(光固化快速原型系統(tǒng))，以光敏樹脂為原料，通過計算機控制紫外激光器逐層凝固成型。3D Systems的固體成像技術(shù)用于生成產(chǎn)品概念模型、精度和功能樣板、工具圖樣以及可直接用于生產(chǎn)的終端部件。3D Systems的系統(tǒng)解決方案采用專利工藝，并借助計算機輔助設(shè)計和制造軟件或3D掃描及雕塑設(shè)備來生成實物模型。2012年1月，3D Systems又成功收購Z Corporation公司，將旗下產(chǎn)品與3D Systems快速成型機完全融合，實現(xiàn)功能多樣化、產(chǎn)品豐富化以及市場多元化的發(fā)展。
3D Systems公司還在CES2013展會上推出了一款Cubify系列家用3D打印機，與第一代產(chǎn)品相比，第二代Cube有許多改進：其打印速度是原來的1.5倍;既可以使用ABS，也可以使用可回收的PLA塑料。另外，第二代Cube還保持了第一代產(chǎn)品的許多特性，例如方便加載的粉盒(交回舊粉盒可獲得折扣)、觸控屏控制以及WiFi連接等。
2.Stratasys
Stratasys公司提供了150種經(jīng)特殊設(shè)計的3D打印材料組合，其中包括PolyJet光聚合物和FDM熱塑性塑料。Stratasys專利技術(shù)FDM可以擠壓出紋路精細的FDM熔融熱塑性塑料，制造高可靠性和耐用性的零件。2012年4月，Stratasys與Objet宣布合并，從而獲得PolyJet技術(shù)。PolyJet噴墨技術(shù)的工作原理是：以超薄層(16μ)的狀態(tài)將藝術(shù)感光聚合材料一層一層地噴射到構(gòu)建托盤上，直至整個部件制作完成。而每一層感光聚合材料在被噴射后立即用紫外線光進行凝固，從而制作出完全凝固的模型，且可以立即搬運或使用，而無需事后凝固。而用手或者通過噴水等方式可以很容易地清除為支持復雜幾何形狀而特別設(shè)計的凝膠體狀支持材料。 PolyJet技術(shù)可以在一個零件中復合使用多種材料，通過噴墨式方法以細小液滴從液體光聚合物中制造零件，并利用紫外線使其立即固化，從而打造光滑、細致的零件表面，使得幾乎所有規(guī)模的公司均可以快速而高質(zhì)量地制作復雜模型。而PolyJet采用的非接觸樹脂處理與噴水清除支持材料，正是辦公室環(huán)境下3D打印的理想之選。
而PolyJet Matrix技術(shù)，是3D打印技術(shù)的新方向，其工作原理是：噴射事先設(shè)置好的兩種不同的Objet FullCure模型材料。其雙噴嘴可以選擇多種材料組合方式，包括同時噴射兩種不同剛性材料、兩種柔性材料、一剛一柔、任一種模型材料和透明材料或者任兩種相同材料等。每種材料均存放在專用的液體系統(tǒng)以連接到載有8個打印頭的PolyJet Matrix裝置。PolyJet Matrix技術(shù)可以控制每個打印頭上的96個噴嘴中的任意一個?？梢愿鶕?jù)所處位置和模型類型從指定的噴嘴噴射事先調(diào)整好的模型材料，可以全面控制噴射材料的機械特性。這種復合型材料稱為“Digital Material”數(shù)碼材料，可以根據(jù)材料性能指標(如拉伸強度、極限拉伸率、熱變形溫度以及Shore A彈性值等)與實際產(chǎn)品材料進行匹配。打印時，材料以超薄層的狀態(tài)被一層一層地噴射到構(gòu)建托盤上，直至整個部件制作完成。與PolyJet技術(shù)一樣，打印后的模型可以直接被搬運或使用，而無需事后凝固。
PolyJet Matrix技術(shù)為各個領(lǐng)域提供了無限商機，包括最終產(chǎn)品外觀效仿、感覺與功能測試，能夠使其比以往更貼近最終產(chǎn)品。而其提供的最前沿的三維打印系統(tǒng)，可以在單個建造工作中打印具有不同機械和物理特性材料組成的零部件。
尤其值得一提的是，Stratasys于2013年成立子公司MakerBot，拓寬了個人3D打印市場。該公司產(chǎn)品以準專業(yè)級桌上3D打印機為主，其主打產(chǎn)品MakerBot Replicator售價僅為1749美元。
3.Fab@Home
2006年，美國康奈爾大學的Hod Lipson教授和其博士研究生EvanMalone共同發(fā)起了一個專門研究低成本家用3D打印機的項目，名為“Fab@HomeProject”。Fab@Home通過網(wǎng)站提供開源的家用級3D打印機制作與操作方法，并提供裝機服務(wù)，整機裝配價格不足3000美元。Fab@Home可按用戶自己的設(shè)計，利用低熔點材料(包括食材)制作各種產(chǎn)品。
4.RepRap
RepRap是人類歷史上第一部可以自我復制的機器。2005年，英國巴斯大學機械工程高級講師AdrianBowyer博士創(chuàng)建了RepRap項目。RepRap是一部可以生成塑料實物的開源桌面型3D打印機，其大部分零件為塑料制品，因此RepRap可以通過3D打印制作絕大部分自身零件，完成自我復制。用戶可以通過自己收集的材料，利用RepRap制造另一臺RepRap。RepRap是第一款低成本3D打印機，同時也開創(chuàng)了開源3D打印機的革命。
3D打印技術(shù)亟需解決的問題
1.3D打印機價格
隨著3D技術(shù)的普及，3D打印機的價格已經(jīng)大幅下降，但多數(shù)桌面級3D打印機的售價仍在2萬元人民幣左右。
2.桌面級3D打印機使用范圍有限
對于桌面級3D打印機來說，由于僅能打印塑料產(chǎn)品，因此使用范圍非常有限，而且對于家庭用戶來說，3D打印機的使用成本仍然很高。
3.原材料種類不夠豐富
3D打印不是一項高深艱難的技術(shù)，它與普通打印的區(qū)別主要在于打印材料。Objet公司(2012年已與Stratasys公司合并――筆者注)是掌握最多打印材料的公司，多年前其已經(jīng)可以使用14種基本材料，并在此基礎(chǔ)上混搭出了107種材料，而兩種不同材料之間的混搭使用、上色也已經(jīng)成為現(xiàn)實。但是，這些材料種類與人們生活的大千世界里的材料相比，還相差甚遠。
4.打印精度與打印速度的取舍
3D打印是通過一層層的材料堆砌來形成實物，如果想將實物制作得更精細，就需要增加分層，即減小層高;而如果想提高打印速度，則需要減少分層，即增加層高，而這勢必會影響產(chǎn)品的精度質(zhì)量。對于單件、小批量的產(chǎn)品來說，3D打印技術(shù)確實有其無可比擬的優(yōu)勢，但如果要進行大批量生產(chǎn)同樣精度的產(chǎn)品，反而是傳統(tǒng)的制造手段更為經(jīng)濟、有效。
5.社會風險成本
每個事物都有其兩面性。3D打印技術(shù)在初期就讓人們看到了一系列隱憂，而未來的發(fā)展也令不少人感到擔心。如果什么都能徹底復制，想到什么就能制造出什么，也著實讓人恐懼。例如，近日據(jù)美國《大眾科學》網(wǎng)站報道，一名叫“HaveBlue”的業(yè)余槍支修理師宣稱，他用3D打印機打印了一把點22口徑的手槍，而這把“打印手槍”竟然成功射出了200枚子彈。據(jù)介紹，他先從一個槍支修理網(wǎng)站上下載了手槍的設(shè)計軟件并做了一番小加工。隨后，又花了30美元購買了一種塑料材料，將其放入一款最新型的3D打印機中進行打印。最后，一把手槍“橫空出世”且通過了初步性能測試。雖然這個新聞的真實性還有待進一步考證，但卻引發(fā)了公眾對于3D打印的負面性的思考。
6.行業(yè)標準難以制訂
雖然3D打印的原理相同，但不同的3D打印機產(chǎn)品有著不同的技術(shù)原理和特點，缺乏統(tǒng)一的行業(yè)標準。將一個實物交由不同的 3D打印機進行打印，其結(jié)果也不盡相同。而同樣缺乏行業(yè)標準的還有 3D打印原料。毋庸諱言，每個 3D打印機制造商都希望消費者可以一直購買自己所提供的原料，以便獲取穩(wěn)定且持續(xù)的收入。但 3D打印機制造商所用的原料從形式到內(nèi)容千差萬別，這對于材料生產(chǎn)商是一個不小的考驗 ――研發(fā)成本和供貨風險都很大，難以形成產(chǎn)業(yè)鏈。
7.3D打印外的必要工序
近期， 3D打印技術(shù)大熱，很多媒體將其描繪成應用神器，甚至等同于家中的紙質(zhì)打印機一樣的普及和必要，但卻絕口不提其對于技術(shù)的要求。公眾大多以為 3D打印就是在電腦上設(shè)計一個模型，無論內(nèi)部結(jié)構(gòu)多么復雜，只要按一下按鈕就能打印出一個成品 ――而這并不是事實。事實是，對于一個特別復雜的模型，需要使用者有大量的工程、結(jié)構(gòu)方面的知識以及精細的技巧，并根據(jù)具體情況隨時進行調(diào)整。而后期的工序通常也避免不了，或打磨，或燒結(jié)，或組裝，或切割，而這些過程通常需要大量的手工工作。 8.知識產(chǎn)權(quán)問題
《連線》雜志曾對 3D打印機的知識產(chǎn)權(quán)問題做出一個假設(shè)：當 3D打印機組合一個 3D掃描儀時，知識產(chǎn)權(quán)問題將成為一句 “空話 ”。因為 3D掃描儀不僅可以復制外形，而且可以復制更為復雜的細節(jié)。就目前而言， 3D技術(shù)的發(fā)展速度遠遠高于法律制定的速度，這就導致 3D打印技術(shù)與知識產(chǎn)權(quán)之間的矛盾 ――對于很多可以無限復制的物品，以往我們是需要 10個就購買 10個，那現(xiàn)在，是購買 10個，還是購買 1個打印9個呢?
3D打印的工業(yè)化應用
1.與用戶完美溝通的利器
香港三立集團是一家集照明產(chǎn)品研發(fā)、制造、貿(mào)易和照明工程專業(yè)技術(shù)服務(wù)為一體的大型企業(yè)，是國內(nèi)僅有的幾家進駐所有建材超市門店的優(yōu)秀燈具供應商，也是在全國所有省市都有銷售網(wǎng)絡(luò)的燈具品牌之一。
作為一家已經(jīng)在行業(yè)內(nèi)站穩(wěn)腳跟且快速做大做強的企業(yè)，前景仿佛已經(jīng)是一片光明了，但其設(shè)計部的設(shè)計師詹自堅卻說出了他們所面臨的問題： “不謙虛地說，我們的企業(yè)在行業(yè)內(nèi)已經(jīng)算是很不錯的了，有很多慕名而來的廠商找我們談合作，但是人家來找不等于說工程已經(jīng)到手了，尤其是大型工程，客戶的要求只會更多、更細致。”
以往面對客戶的詢問以及要求，工程師們只有不斷地在圖樣上進行修正，再一點點地解釋給客戶聽，這不光延長了溝通的時間，還要求客戶也具有一定的看圖能力，才能真正找到問題所在。 “而自從我們引進了 3D打印機，這一問題迎刃而解。對于一些高要求的客戶，我們將打印好的實體模型拿給他們看，有什么問題可以馬上指出。有時候，在拿實體與用戶進行溝通的過程中，我們反而更快地討論出了更好的改進方法，畢竟看到實體再進行改進，比看著圖樣進行三維空間想象要簡單的多。”
對于 3D打印的優(yōu)勢，詹自堅還提到兩點：一是打印的全程自動化，不僅可以節(jié)約實體制作時間，還可以將工程師徹底解放出來;而另外一個最大的優(yōu)點，是在其與客戶溝通的時候，只需拿出打印后的實體，而無需再提供相關(guān)的設(shè)計圖樣、文件等 ――對于競爭激烈的行業(yè)來說，這能有效確保設(shè)計的保密性。
2.小批量生產(chǎn)的解決之道
“我們主要是做家具行業(yè)的，但與他們不同的是，我們主要做一些五星級的酒店家具。之前買這個設(shè)備就是用于澳門一個五星級的酒店，引進 3D打印機也主要是為了將來要做的一些酒店項目。 ”東莞 TALA家具廠劉運蓮經(jīng)理說，一般的家具廠商在生產(chǎn)家具時，都會選擇開模，是因為當數(shù)量到達一定級別時，開模的成本就會相應降低。“而我們負責的項目都是五星級酒店的項目，有很多貴賓房需要布置。一般來講，這樣的貴賓房里的家具、燈飾都僅僅只有十幾件、幾十件而已。去外面找人開模，成本太高。而 3D打印機就不同了，雖然打印也需要一定的耗材成本，但是相對小數(shù)量級的開模成本，打印的成本已經(jīng)可以忽略不計。”
一些燈具廠選擇3D打印機鑒于成本的考慮，多是打印一些小型的、比較細致的零件， “我們也一樣。我們主要打印一些床、沙發(fā)、桌子、椅子的腳、拉手一類的小零件，以及燈飾上的五金件。別小看這些五金件，很多客戶選擇合作的對象，非常重視這些細節(jié)，而我們直接拿打印好的實物去洽談，無形中就為我們加分不少。畢竟一個五星級酒店的貴賓房是酒店項目的門面，為了讓其更加精益求精，我覺得我們投入的成本真的一點都不高。”劉運蓮說。
3.火星探測車
在亞利桑那沙漠中，一輛敏捷的白色車輛正在黃沙上行駛。它在陡峭的地形上行動自如，不懼風吹日曬，晝夜極端的溫差對它也毫無影響。 NASA的宇航員和工程師們正在試駕一輛探測車，觀察它在模擬火星砂石遍布、丘陵起伏的嚴酷環(huán)境中的運行情況。
這就是沙漠 RATS(研究和技術(shù)調(diào)查)團隊以及他們的探測車――探測車如悍馬大小，配備了增壓倉以在宇宙空間維持人體生存條件。它最終可能被用于NASA的最高目標之一：人類火星探測。在不久的將來，類似的車輛可能會幫助人類調(diào)查地球附近的小行星。
NASA的工程師們將巧思妙想與先進技術(shù)結(jié)合，設(shè)計出了這款堅固耐用的專用車輛。例如，該探測車的約70個部件均采用數(shù)字方式制造，即直接利用計算機設(shè)計在生產(chǎn)級的3D打印機的加熱腔中制得。該過程被稱為Fused Deposition Modeling(FDM)技術(shù)或增材制造，采用該方法，能夠制造出具有復雜形狀的堅固部件，足以應付火星的地形。
在構(gòu)建一系列高度定制化的車輛并讓它們經(jīng)受非地球條件的嚴苛考驗時，量產(chǎn)部件和傳統(tǒng)制造方法還達不到要求。NASA探測車上的3D打印的部件包括防火通風管和殼體、攝像機安裝架、大型艙門、一個用作前保險杠的大型部件以及許多定制的固定裝置。FDM提供的設(shè)計自由度和快速周轉(zhuǎn)可為復雜的電子組件量身定做殼體。例如，一個耳朵形狀的外部殼體很深且形狀彎曲怪異，如果采用機加工，即使能夠?qū)崿F(xiàn)，成本也將異常高昂。
4.Steeda Autosports
福特野馬可謂汽車中的極品，美國力量的象征。它是從裝配線上跑下來的駿馬，然而許多擁有者還想讓它更具個性、更好和更快――他們通常去找Steeda Autosports幫忙，因為它是福特汽車配件最全的的制造商，其產(chǎn)品線從令人驚嘆的車輪至減震系統(tǒng)，再到鍍鉻散熱器蓋，可謂一應俱全。
汽車售后零件是一個競爭激烈的行業(yè)，客戶對價格非常敏感，所以，Steeda不斷探究方法來擴大在創(chuàng)新、質(zhì)量和經(jīng)濟性方面的優(yōu)勢。最近，Steeda認真研究了其成型工藝，其中大多屬于數(shù)控加工。“但成型工藝耗時太長，成本過高，甚至對于像模壓管這樣的有機形零件不合適，因為其需要經(jīng)過各種尺寸和配置方面的測試。加工這些零件難度很大，成本也很高。”Steeda的產(chǎn)品開發(fā)工程師Chad Kroll說道。最終，Steeda選擇了3D打印來應對這一問題。要制作概念原型，Kroll的團隊只需將CAD設(shè)計發(fā)送至3D打印機即可。
像油帽和引擎蓋針板這樣的零件，3D打印代替了成本高且時間長的早期原型的數(shù)控加工，每件新產(chǎn)品節(jié)約了3天時間。對于像冷空氣進所套件中模壓管這樣的其他有機形部件來說，3D打印讓Kroll的團隊很輕松地針對性能和適用性進行各種尺寸和形狀測試。
結(jié)語
從股市的表現(xiàn)到媒體的關(guān)注，3D打印這項“舊技術(shù)”的一夜爆紅，從某種程度上反映了機械行業(yè)謀求突破的熱情。雖然我們都相信，3D打印將不斷地融入我們的生活，并不斷地完善我們的生活。但是從該技術(shù)的本源看，無論是3D打印技術(shù)本身，還是3D打印設(shè)備，都亟需更有說服力的應用模式，在實體經(jīng)濟當中發(fā)揮作用――火熱過后，3D打印技術(shù)到底對實體經(jīng)濟有多大的影響，只能拭目以待。
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